(57)【要約】【課題】インクリザーバ内からフィルタへと圧力が加わったとき又は加えたときに、その圧力によってインク源側にインクが滲出することを、専用のチェックバルブなしで防ぐ。【解決手段】プリントヘッドリザーバ１０のインクリザーバ１６と、インク源からインクリザーバ１６にインクを加圧送給する際に流路として使用するアンビリカル１７との間に、その上で発生するメニスカスが十分に強いフィルタ１４を設ける。フィルタ１４上のメニスカスが強いため、その下流側即ちインクリザーバ１６内で圧力が変動してもそのメニスカスによってインクが阻止され、インクリザーバ１６からインク源側へのインク滲出が生じない。チェックバルブを別途設ける必要もない。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
その中にインクを貯留可能な少なくとも１個のインクリザーバと、インクリザーバ内にインクを加圧注入する際に流路として使用する少なくとも１本のアンビリカルと、アンビリカルとインクリザーバの間に配置されたフィルタと、を備え、
上記フィルタとして、その上で発生するメニスカスが十分に強いフィルタを設け、
そのフィルタの下流側で圧力が変動したときそのフィルタを介してインクリザーバからインクが排出される現象を、そのメニスカスにより抑制するプリントヘッドリザーバ。
【請求項２】
請求項１記載のプリントヘッドリザーバであって、上記フィルタがディスク型のフィルタであるプリントヘッドリザーバ。
【請求項３】
請求項１記載のプリントヘッドリザーバであって、上記インクリザーバ内に配置されたウエアプレートを備えるプリントヘッドリザーバ。
【請求項４】
請求項１記載のプリントヘッドリザーバであって、上記インクリザーバの頂部に、空気を逃がすための孔があるプリントヘッドリザーバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体インク式インクジェットプリンタ等に使用されるプリントヘッドリザーバに関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェットプリンタにおいては、噴出部即ちノズルの近くにインクリザーバを配置し、そのインクリザーバ内のインクをそのノズルに送給して印刷媒体例えば紙片に向けて吐出させる構成を採ることが多い。また、インク源からインクリザーバへのインクの送給は、そのインクリザーバのインク注入口に連結した何らかのインク送給路を介して行うのが普通である。例えば固体インクを熔融、液化させてインクリザーバに送る固体インクジェットプリンタの場合、インク源からインクリザーバへのインク送給路としてはアンビリカル即ち臍帯状流路を用いる。送給の際には、そのアンビリカルを暖機し更にインクに圧力を加えて送給する。インクを加圧するのでインク源はインクリザーバより低い場所に配置することができる。
【０００３】
また、固体インクジェットプリンタ用プリントヘッドにおいては、固体インクを加熱して得た液状インクの中に気泡が発生するのが普通である。こうした気泡を除去するため行われるのはパージと呼ばれる処理である。この処理では、プリントヘッドのインク送給系に何らかの圧力を加え、少量のインクと一緒に気泡を強制排出させる。例えばインクリザーバのインク注入口やフィルタよりも下流に脱気口即ち空気の抜け穴が設けられている場合、その脱気口を利用してインクリザーバ内のインクに随時、圧力を加えるようにすればよい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、例えばインク源がインクリザーバより低い位置にあるプリンタでは、アンビリカルを介したインクの加圧送給を止めると、そのインクリザーバのインク注入口にインクリザーバの内側から圧力が加わり、その圧力によってインクリザーバ内のインクがインク源に逆流してしまう。逆流した分のインクは再びインクリザーバへと送給しなければならないので、インク送給系ひいてはプリンタの動作速度がその分低くなってしまう。また、パージ等の際にはインク注入口より下流側でインクに圧力を加えるので、その圧力によってインクリザーバ内のインクがインク源側へと滲出してしまうことがある。こうした逆流や滲出を防ぐには何らかのチェックバルブ即ち逆止弁を設ければよいが、チェックバルブを設けるとその分インクリザーバのコストが増しまたその構造が複雑になる。それはプリンタのコストが増し構造が複雑になるということであり、とりわけ、複数の色を使用する関係上そのプリントヘッドに複数個のインクリザーバを設ける必要があるカラープリンタや、プリントヘッド自体を複数個備えるタイプのプリンタにて、コスト上、構成上の問題になる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、前掲の問題点のうち少なくとも何れかを解決乃至緩和することを目的としてなされたものである。そのため、本発明の一実施形態に係るプリントヘッドリザーバにおいては、その中にインクを貯留可能な少なくとも１個のインクリザーバと、インクリザーバ内にインクを加圧注入する際に流路として使用する少なくとも１本のアンビリカルと、の間に、その上で発生するメニスカスが十分に強いフィルタを配置する。発生するメニスカスが十分に強いので、そのフィルタの下流側で圧力が変動したときそのフィルタ経由でインクが出ていこうとしても、そのメニスカスによってインクリザーバからのインク排出が妨げられることとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
図１にプリントヘッドリザーバ１０の一例構成を示す。この図の例では、１個のプリントヘッドリザーバ１０に複数個のインクリザーバ１６が設けられている。本願でいうところのプリントヘッドリザーバとは、噴出部即ちノズルから印刷媒体上にジェット吐出されるインクを貯留する部材のことであり、これは専らプリンタにおいて使用される。また、本願でいうところのプリンタとは、ユーザが扱う装置の側から供給される印刷データに基づき印刷を行う装置（狭義のプリンタ）や、ファクシミリ機、スキャナ、複写機等に内蔵乃至併設される印刷機構等のことであり、その用途によって本発明の適用対象が限定されることはない。更に、本願でいうところの印刷媒体とは、例えば紙片のような直接印刷媒体即ち印刷後にそのまま印刷物として使用される種類の媒体や、中間転写面即ち他の物体への転写に介在する面を提供する媒体等のことである。そして、プリントヘッドリザーバにはインクリザーバを少なくとも１個設けておき、そのインクリザーバからノズルへとインクを送るようにする。
【０００７】
更に、本願でいうところのインクリザーバとは、後にノズルに送られそのノズルによって印刷媒体上に吐出されることとなるインクを、その内部空間に貯留する部材若しくはその内部空間のことである。例えば、インクリザーバ本体を形成する１枚又は複数枚のプレート状部材に別の部材を取り付けて１個又は複数個のインク貯留空間即ちインクリザーバを形成することにより、プリントヘッドリザーバを製作することができる。従って、インクリザーバはプリントヘッドリザーバの内部構造であるといってよい。
【０００８】
図示例の場合、プリントヘッドリザーバ１０に４個のインクリザーバ１６が形成されている。例えばシアン、マゼンタ、イエロー及びブラックの四色を使用するカラープリンタでは、インクリザーバが各色毎に必要であるためプリントヘッドリザーバがこのような構成を採ることが多い。また、対応するインク源（図示例では１９として１個のみ示す）から各インクリザーバ１６へのインクの送給は、例えばそのインクリザーバ１６につながるアンビリカル１７を暖機し、そのアンビリカル１７を流路乃至導管として用いてインクを加圧送給する、といった手法で行う。このインク送給を確実に行うには各アンビリカル１７をプリントヘッドリザーバ１０にしっかりと通流連結する必要がある。図示されているプリントヘッドリザーバ１０には、そうした通流連結のためのアンビリカル連結部（インク注入口）１２がアンビリカル１７毎に形成されている。従って図示例ではアンビリカル連結部１２が４個（一般には複数個）あるが、アンビリカルが１本なら１個でよい。
【０００９】
また、プリントヘッドリザーバには、ノズルを目詰まりさせる粒状物を阻止するフィルタを何らかのかたちで設けるのが普通である。図示例ではそのフィルタをチェックバルブとしても使用している。それは次のような理由による。まず、例えばインク源がプリントヘッドリザーバよりも低い位置にあるタイプのプリンタでは、インク源からインクリザーバへのインクの加圧送給を停止すると、その加圧解除によってインクリザーバからインク源へとインクが逆流することがある。インクがインク源に逆流した場合、その分のインクをインクリザーバに再送給しなければ印刷を再開できない。これは、そのプリンタの動作効率及び速度を下げる原因となる。
【００１０】
こうした問題を解消乃至緩和するため、図示例では、アンビリカル１７とインクリザーバ１６の間に配置するフィルタ１４を、十分強いメニスカスが発生するためチェックバルブとしても機能させうるフィルタにして、インク源１９へのインク逆流を防いでいる。メニスカスとは、この場合、フィルタ１４の表面がインクで濡れているときにそのフィルタ１４上におけるインクの液面が表面張力で盛り上がる現象又はその盛り上がりのことである。メニスカスが十分強いとそのどちら側からも気泡がフィルタ１４を通り抜けられないので、インクが気泡と一緒にインク源１９側に出てくることもない。インク源１９からインクリザーバ１６へのインクの加圧送給はフィルタ１４のバブルポイント（メニスカスが破れて気泡が通り抜け始める圧力）よりも高い従来程度の圧力で行えばよいので、インクリザーバ１６にインクを注入する際にフィルタ１４上のメニスカスが支障になることはない。しかし、加圧送給を停止したときその下流側からフィルタ１４に加わるインク逆流方向の圧力では、弱すぎてフィルタ１４のメニスカスを打ち破ることができないので、フィルタ１４を介したインク逆流はそのフィルタ１４で阻止されることとなる。
【００１１】
また、固体インク式インクジェットプリンタ用のプリントヘッドでは、図中のエアベント１８のようなエアベント即ち空気を逃がすための孔を設けるのが普通である。こうしたエアベントは、インクリザーバ内のインク中に発生した気泡をパージする際に、そのインクに圧力を加えるのに利用することができる。しかしながら、チェックバルブのないインクリザーバで、或いはその中のインクがフィルタに打ち寄せている状態でこの加圧を行うと、フィルタを介してアンビリカル更にはインク源へとインクが滲出してしまうことがある。これを防ぐため、図示例では、パージ時に加える圧力をフィルタ１４のバブルポイントよりも低くし、そのフィルタ１４を気泡が通り抜けないようにしている。即ち、図示例では、メニスカスの強いフィルタ１４を使用すると共にパージ圧力を低くすることで、パージ時の気泡通過ひいてはインク滲出を防いでいる。
【００１２】
なお、本願ではインクリザーバ１６内のインクがそのインクリザーバ１６から出てインク源１９に向かうこれらの現象（逆流及び滲出）のことをインクの排出と称している。インクリザーバ１６内の全てのインクが出ていく場合だけでなく一部のインクだけが出ていく場合も排出と呼ぶ。また、インクリザーバ１６内或いはアンビリカル１７内にインクが多少残っている場合も“全て排出”に含める。
【００１３】
図２に、本発明の一実施形態に係るプリントヘッドリザーバ１０の縦断面を示す。図中、インクリザーバ１６は１個しか示されていないが、実際には複数個設けることができる。インクリザーバ１６は、そのインク注入口即ちアンビリカル連結部１２に通流連結されたアンビリカル１７を介し、図示しないインク源からインクを受け取る。図中の２２はその際にインクが辿る流路である。こうしてインクリザーバ１６内に入ったインクは暫しそのインクリザーバ１６内に貯留される。プリントヘッドが作動しているときは、随時、インクリザーバ１６内のインクがチャネル２０を介しまた流路２４を辿って吸い出され、ノズル２８によって吐出される。また、このインクリザーバ１６には対応するフィルタ１４が設けられており、インク源から注入されるインクはそのフィルタ１４によって濾過される。更に、インクリザーバ１６の頂部に設けられているエアベント１８は、そのインクリザーバ１６内から空気２６を逃がすための孔であり、それによりインクリザーバ１６内における圧力ビルドアップを回避することができる。
【００１４】
インク源がインクリザーバよりも低い位置にあり且つそのインクリザーバにチェックバルブが設けられていないプリンタでは、インクリザーバ内インク液面がフィルタ下端よりも高い位置にあると、アンビリカル内インクからフィルタへの加圧が解除されたときにインクリザーバ内のインクがインク源へと逆流することがある。本実施形態では、インクの注入経路２２上に配設されたフィルタ１４がインク液面より高い位置にあり、しかもそのフィルタ１４としてその上で発生するメニスカスが十分に強いフィルタを使用しているため、そうした問題がほとんど生じない。更に、フィルタ１４がインク液面より高い位置にあるのでパージ時インク滲出も生じにくくなっている。
【００１５】
なお、フィルタ１４は、例えばディスク状のステンレス鋼フェルトとディスク状のステンレス鋼メッシュを用いディスク型フィルタとして構成するとよいが、素材や形状がこれとは異なっていても、十分に強いメニスカスが発生するフィルタであれば、本発明の実施に際し使用することができる。
【００１６】
図３に、本発明の他の実施形態に係るプリントヘッドリザーバ１０の縦断面を示す。この図の例は、例えばスペース不足や部材レイアウトの都合でインク源１９をインクリザーバ１６よりも低い位置に設けざるを得ず、またフィルタ１４の下端位置がインク液面より低くなる構成を採らざるを得ないプリンタに、本発明を適用した例である。そうした場合、この図に示すようにウエアプレート（堰板）３０を設け、フィルタ１４を入れる空間をインクリザーバ１６内の残りの空間から仕切るとよい。フィルタ１４が入っている空間はインクリザーバ１６内にインクを加圧送給している間にインクで満たされる。こうした構成では、送給用の圧力が解除されたときアンビリカルを介し下方のインク源１９へとサイホン式に逆流するのは、高々、インクリザーバ１６の内壁とウエアプレート３０の間にある僅かな量のインクだけである。それより高い場所にあるインク、即ちアンビリカル連結部１２とフィルタ１４の間にあるインクは、フィルタ１４上で発生するメニスカスが十分に強いのでフィルタ１４によって保持されその逆流が阻止される。
【００１７】
本発明は、以上説明した形態以外でも実施することができる。即ち、その上で発生するメニスカスが十分に強いフィルタを使用することによってインクリザーバからのインク排出を少なくとも部分的に防止するように、構成されていればよい。そうした構成を採ることによって、プリンタの動作効率を向上させ、またその印刷出力速度を全体として高めることができる。インクリザーバに装着された状態でそうした機能を発揮しうるようフィルタを構成する手法は色々ある。例えばプリントヘッドリザーバのバックプレート（フィルタ配設面を提供するプレート）にディスク状のフィルタ素材を何らかの手法で接合するようにしてもよい。Ｓｙｌｇａｒｄ（登録商標）等の接着剤を用いれば、ステンレス鋼製のディスク状フィルタをアルミニウム製のバックプレートに十分な機械的強度で接着することができる。但し、Ｓｙｌｇａｒｄ（登録商標）は使用できる接着剤乃至接合材料の一種に過ぎないので、これを以て本発明の技術的範囲を限定解釈しないで頂きたい。また、フィルタを装填する室を形成する等、プリントヘッドリザーバの構造を工夫すれば、接着剤乃至接合材料は不要になる。
【００１８】
このように、本発明によれば、インクリザーバへのインク注入経路上に位置するフィルタをチェックバルブとして機能させることができる。フィルタと別にチェックバルブを設ける必要がないので、プリンタの構成が簡素になりまたそのコストも下がる。更に、フィルタの位置をインク液面に対し上下のどちらにすることもできるので、フィルタ兼チェックバルブやそれを備えるプリントヘッドリザーバは、プリンタの構成に合わせて様々な構成にすることができる。
【００１９】
そして、フィルタを以てチェックバルブとしても機能させるという発想は、プリントヘッドに留まらず様々な分野に適用することができる。即ち、インクに限らず何らかの流体を蓄える流体リザーバである限り、上掲のチェックバルブ兼用フィルタを外付けすることにより上記同様の効果を得ることができる。但し、その場合のフィルタの位置は、そのリザーバからその流体が流出する経路上ではなく、そのリザーバにその流体が流入する経路上とすべきである。
【００２０】
ご理解頂けるように、上掲のものもそれ以外のものも含め、本発明の特徴に係る部材及び機能やその代替物は、他種システム乃至他種用途との組合せでも好適に使用することができる。また、本発明が属する技術分野にて十分な習熟を積まれた方々（いわゆる当業者）であれば、本願による開示に基づき或いは独自に、本願記載の思想に対して代替、変形、置換乃至改良に該当する新たな構成を想到することがあろう。別紙特許請求の範囲に記載の発明はそうした構成も包含する思想である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】プリントヘッドリザーバの背面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るプリントヘッドリザーバの縦断面図である。
【図３】本発明の他の実施形態に係るプリントヘッドリザーバの縦断面図である。
【符号の説明】
【００２２】
１０  プリントヘッドリザーバ、１４  フィルタ、１６  インクリザーバ、１７  アンビリカル（臍帯状流路）、１８  エアベント（脱気口）、２６  空気、３０  ウエアプレート（堰板）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
2008137385.tif 000005