(57)【要約】【課題】確実にインクを充填して安定した印刷を実現できるインクジェット記録ユニットおよびインクジェット記録ユニットのインク充填方法を提供することを目的としている。【解決手段】インク２がフィルタ５を通過するために必要な通過圧力より小さな圧力で前記フィルタ５の上流側にインク２を充填する第一の充填工程と、インク２が前記フィルタ５を通過するために必要な通過圧力より大きな圧力で前記フィルタ５の下流側にインク２を充填する第二の充填工程とによりインクを充填する方法。【選択図】　　　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを吐出するオリフィスと、インク流路と、インク流路に設けられたフィルタを有するインクジェット記録ユニットにインクを充填する方法において、
インクが前記フィルタを通過するために必要な通過圧力より小さな圧力で前記フィルタの上流側にインクを充填する第一の充填工程と、
インクが前記フィルタを通過するために必要な通過圧力より大きな圧力で前記フィルタの下流側にインクを充填する第二の充填工程とによりインクを充填するインクジェット記録ユニットのインク充填方法。
【請求項２】
インクを吐出するオリフィスと、インク流路と、インク流路に設けられたフィルタと、インク流路のフィルタ一次側に設けられた排出弁を有するインクジェット記録ユニットにインクを充填する方法において、
前記排出弁を開いて前記フィルタ一次側にインクを充填する第一の充填工程と、前記排出弁を閉じて前記フィルタ一次側以外の側にインクを充填する第二の充填工程とにより充填するインクジェット記録ユニットのインク充填方法。
【請求項３】
インクを吐出するオリフィスと、インク流路と、インク流路に設けられたフィルタを有するインクジェット記録ユニットにインクを充填する方法でにおいて、
前記オリフィスをシール部材で密閉する工程と
前記フィルタの上流側にインクを充填する第一の充填工程と、
前記オリフィスの密閉を開放する工程と
前記フィルタの下流側にインクを充填する第二の充填工程とにより充填するインクジェット記録ユニットのインク充填方法。
【請求項４】
インクを吐出するオリフィスと、インク流路と、インク流路に設けられたフィルタを有するインクジェット記録ユニットにおいて、
前記フィルタから前記オリフィスまでの前記インク流路が気体で満たされている状態の時に前記オリフィス表面がシール部材によって密閉されていることを特徴とするインクジェット記録ユニット。
【請求項５】
シール部材は粘着材の残らない表面保護用テープである請求項４記載のインクジェット記録ユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、印刷データに基づいてインク滴を記録用紙上に印刷を実行するインクジェット記録ユニットおよびインクジェット記録ユニットのインク充填方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
圧力室の各々にインクを供給するインク室は、圧力室と同一平面上で全圧力室を取り囲むように環状に配置されており、その内周部から絞り部を介して各圧力室に連通している。そして、インクタンクからのインクは、基板に対して垂直方向に供給パイプを通じてインク室に二箇所から入る。入ったインクはインク室内を広がり、各圧力室、インク流路、オリフィスへと進む。一方、二箇所の供給口を通じてインク吸引を行って充填を行うと、インク室左右中央部で上下からのインクの流れが合流する。そして、この合流点で生じた気泡は浮力によって上昇し、圧力室へ流れ込み、オリフィスを通じて外へ排出される。これにより、インク室に気泡を残すことなくインク充填を行い、インク室に残留した気泡を排出できる（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平３−２６８９４７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、充填不良でオリフィスに近い場所に空気が残ってしまったり、密閉不良でインク中に空気が混入すると、残った空気が移動、変形してインクの流れを阻害し、印刷不良を起こすなどの場合があった。
【０００５】
そこで、本願発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、確実にインクを充填して安定した印刷を実現できるインクジェット記録ユニットおよびインクジェット記録ユニットのインク充填方法を提供することを目的としている。
【０００６】
【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なされたもので、ファクシミリ番号を入力する操作部と、原稿を読み取るインクを吐出するオリフィスと、インク流路と、インク流路に設けられたフィルタを有するインクジェット記録ユニットにインクを充填する方法において、インクが前記フィルタを通過するために必要な通過圧力より小さな圧力で前記フィルタの上流側にインクを充填する第一の充填工程と、インクが前記フィルタを通過するために必要な通過圧力より大きな圧力で前記フィルタの下流側にインクを充填する第二の充填工程とによりインクを充填する方法としたものである。このようにすることにより、確実にインクを充填できる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１から図８は本発明の第１の実施の形態を示す図である。
ヘッド１にはインク２を吐出するオリフィス３が並んで空いている。オリフィス３の手前には、図示しないアクチュエータがあって、アクチュエータを駆動するとオリフィス３からインク２を吐出する。インク供給経路中のヘッド１近傍にフィルタ５が設けられている。インク２は最初ポンプ６によってインクタンク７から吸引、圧送、供給され、一度充填された後はインク２を吐出する際の吸引力によって補給される。
【０００８】
インク２の充填は以下のように行う。一般に最初にフィルタ５を液体が通過するには、フィルタ５と液体の関係で定まる圧力よりも強い圧力で液体を圧送する必要がある。フィルタ５のメッシュが細かいほど、又液体の表面張力が大きいほどこの圧力は大きい。この圧力をＰとしたとき、フィルタ５の場所におけるインク２の圧力がＰを超えないようにポンプ６を作動させ、すなわちフィルタ５をインク２が通過しないようにインク２を圧送する（第一の充填工程、図１〜図４）。ここでの圧力、流速はさらにインク流路４中で乱流を生じない程度に小さいことが望ましい。このような制御はポンプ６の流量と作動時間で制御する方法、圧力計を用いてポンプ６の回転数を制御する方法、ポンプ６にバッファとなる圧力タンクを設けて一定圧力で送る方法やその組み合わせによる方法が考えられる。
【０００９】
次にフィルタ５の場所におけるインク２の圧力をＰより大きくなるようにポンプ６を作動させ、インク２を圧送する（第二の充填工程、図５〜図７）。ここで圧力を増大させるためには、ポンプ６の流量を増大させる方法、高圧のインク２だめを持ったタンクを用意しておいてバルブで切り替える方法などが考えられる。この際の圧力が小さく流速が遅すぎるとヘッド１内のオリフィス３の並び方向に渡ってインク２が流れてしまいそれ以上の充填ができなくなる（図８）ので、この点で圧力、流速は大きいほうが望ましい。インク流路４のフィルタ５の一次側を第一の充填工程であらかじめ充填しておく理由は、ここで必要な圧力、流速を得やすくする為である。
【００１０】
しかし、あまり流速は大きいと乱流によって気泡を巻き込んでしまう。従ってインク２がオリフィス３の並び方向に渡って流れてしまわない程度に大きく、乱流を生じない程度に小さい圧力、流速が望ましい。この実施の形態ではフィルタ５の二次側に残った空気はインク流路４の上部に浮き、ヘッド１に残った空気はヘッド１内の上部に浮くことになる（図７）。気泡の場所がインク２の流れに影響しない場所になるよう流路形状を設計しておけばここで残った小さな気泡が吐出性能に影響することは無い。
【００１１】
第２の実施の形態を図９から図１５を参照して説明する。ヘッド１にはインク２を吐出するオリフィス３が並んで空いている。オリフィス３の手前には、図示しないアクチュエータがあって、アクチュエータを駆動するとオリフィス３からインク２を吐出する。インク供給経路中のヘッド１近傍にフィルタ５が設けられている。インク２は最初ポンプ６によってインクタンク７から吸引、圧送、供給され、一度充填された後はインク２を吐出する際の吸引力によって補給される。インク流路４には充填時の空気を排出する排出弁８が設けられている。（図９）
【００１２】
インク２の充填は以下のように行う。最初にこの排出弁８を開けてインク２を供給する（図９〜図１１）。この時のフィルタ５の場所におけるインク２の圧力は、第１の実施の形態と同様、圧力Ｐを超えないように制御しなくてはならない。この実施の形態ではこの時点で排出弁８が開いている為圧力が上がりにくく、第１の実施の形態よりも楽に制御できる（第一の充填工程）。ここでの圧力、流速はさらにインク流路４中で乱流を生じない程度に小さいことが望ましい。次に排出弁８を閉じ（図１２）、フィルタ５の場所におけるインク２の圧力Ｐより大きくなるようにポンプ６を作動させ、インク２を圧送する（第二の充填工程、図１３〜図１５）。ポンプ６が一定流量でインク２を送っていれば排出弁８を閉じるだけでも圧力は急激に増大する為、この工程も第１の実施の形態より容易である。
【００１３】
排出弁８を閉じると同時に、ポンプ６の流量を増やしたり、高圧のインクだめを持ったタンクを用意しておいてバルブで切り替える方法などを併用しても良い。ここでの圧力、流速はインク２がオリフィス３の並び方向に渡って流れてしまわない程度に大きく、乱流を生じない程度に小さい値が望ましい。
【００１４】
第３の実施の形態を図１６から図２２を参照して説明する。ヘッド１にはインク２を吐出するオリフィス３が並んで空いている。オリフィス３の手前には、図示しないアクチュエータがあって、アクチュエータを駆動するとオリフィス３からインク２を吐出する。ヘッド１内部は最初気体で満たされており、オリフィス３表面はシール部材９で密閉されている（図１６）。インク供給経路中のヘッド１近傍にフィルタ５が設けられている。インク２は最初ポンプ６によってインクタンク７から吸引、圧送、供給され、一度充填された後はインク２を吐出する際の吸引力によって補給される。インク流路４には充填時の空気を排出する排出弁８が設けられている。
【００１５】
インク２の充填は以下のように行う。最初にこの排出弁８を開けてポンプ６でインク２を圧送し、インク２を供給する（第一の充填工程、図１６〜図１７）。この時のフィルタ５の場所におけるインク２の圧力は、フィルタ５の一次側表面全体が濡れる迄第１の実施の形態と同様、圧力Ｐを超えないようにしなくてはならない。インク２が充填されたら排出弁８を閉じる（図１８）。フィルタ５の一次側表面全体が濡れた後はオリフィス３側が気密されている為にインク２はフィルタ５を超えて流れてくることは無い為、この時点での制御は第２の実施の形態よりさらに容易である。この際、インク２を完全に充填せずに図１９に示すように空気を少し残して排出弁８を閉じることもできる。空気を残しておくと、次の工程で圧力を上げやすい利点がある。ここでの圧力、流速はインク流路４中で乱流を生じない程度に小さいことが望ましい。
【００１６】
次にインク供給側の圧力を上げ、オリフィス３表面のシール部材９を取り除くと、インク２は一気に充填される（第二の充填工程、図２０〜図２２）。ここでの圧力、流速はインク２がオリフィス３の並び方向に渡って流れてしまわない程度に大きく、乱流を生じない程度に小さい値が望ましい。シール部材９は図１６〜図２２のようなキャップ形状のものでも良いが、最も簡便にはオリフィス３に貼り付けられたシール部材９で、インク充填の密閉開放の工程でシール部材９を剥がす。
【００１７】
一般にオリフィス３がインク２や溶剤で濡れていると、インク２や溶剤に侵されずに気密を保つようなシール部材９を選定することは難しいが、本案のように初期充填を目的とするなら粘着材がオリフィス３面に残らないことに気をつければ良く、例えば半導体ウエハ保護テープなどが使用できる。実験の結果、日東電工製半導体ウエハ保護テープのエレップホルダーＶ−８−Ｍ、日東電工製表面保護材のＥＭマスクＲ２００，Ｒ３００、ＳＰＶ　２２４等は粘着材が残らず良好に機能した。シール部材はキャップ形状のものなら印刷システムの機構部に組み込んでも良い。
貼り付け式のシール部材なら、オリフィス３面に直接貼り付けても良いし、オリフィス３周辺部に段差を設けて間接に貼り付ける方法でも良い。揮発性の少ない油性インクやＵＶインクを使用する場合は乾燥の恐れが無いためインクが充填された状態で元々乾燥防止キャップが不要であり、本案の充填方法を採用することによる印刷システムの簡素化の効果は大きい。
【００１８】
【発明の効果】
キャップ機構や印圧制御をすることなく確実にインクを充填できるため、低コストで安定な印刷が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態に係るインクジェットユニットの構成図である。
【図２】第１の実施の形態に係るインクジェットユニットの構成図である。
【図３】第１の実施の形態に係るインクジェットユニットの構成図である。
【図４】第１の実施の形態に係るインクジェットユニットの構成図である。
【図５】第１の実施の形態に係るインクジェットユニットの構成図である。
【図６】第１の実施の形態に係るインクジェットユニットの構成図である。
【図７】第１の実施の形態に係るインクジェットユニットの構成図である。
【図８】第１の実施の形態に係るインクジェットユニットの構成図である。
【図９】第２の実施の形態に係るインクジェットユニットの構成図である。
【図１０】第２の実施の形態に係るインクジェットユニットの構成図である。
【図１１】第２の実施の形態に係るインクジェットユニットの構成図である。
【図１２】第２の実施の形態に係るインクジェットユニットの構成図である。
【図１３】第２の実施の形態に係るインクジェットユニットの構成図である。
【図１４】第２の実施の形態に係るインクジェットユニットの構成図である。
【図１５】第２の実施の形態に係るインクジェットユニットの構成図である。
【図１６】第３の実施の形態に係るインクジェットユニットの構成図である。
【図１７】第３の実施の形態に係るインクジェットユニットの構成図である。
【図１８】第３の実施の形態に係るインクジェットユニットの構成図である。
【図１９】第３の実施の形態に係るインクジェットユニットの構成図である。
【図２０】第３の実施の形態に係るインクジェットユニットの構成図である。
【図２１】第３の実施の形態に係るインクジェットユニットの構成図である。
【図２２】第３の実施の形態に係るインクジェットユニットの構成図である。
【符号の説明】
１　　　　　　　　　　　　ヘッド
２　　　　　　　　　　　　インク
３　　　　　　　　　　　　オリフィス
４　　　　　　　　　　　　　インク流路
５　　　　　　　　　　　　フィルタ
６　　　　　　　　　　　　ポンプ
７　　　　　　　　　　　　インクタンク
８　　　　　　　　　　　　排出弁
９　　　　　　　　　　　　シール部材
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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