(57)【要約】【課題】比較的簡単な構造でインクをヘッドに加圧充填できる構造を提供する。【解決手段】フィルム面に補強板を取り付けることにより、加圧充填によってインクをヘッド内に充填するときに加圧時の圧力でエアーダンパーのフィルムが破損しないようにした。補強板を取り付けることでフィルムの膨らみを抑えられるので加圧の圧力が効率よく伝達されインク充填がしやすくなる。加圧することでヘッド内部の空気が容易に除去できるのでヘッドの吐出不良をなくすことができる。【選択図】　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
側面にフィルム体を備えてインクを貯留し、ヘッドが移動する際に発生する慣性によるインクの供給変動を緩和する機能を有するエアーダンパーであって、
ヘッドへのインク供給による加圧力に耐えるように、前記フィルム体の表面に連接して該フィルム体の破裂を防止する補強板が設けられていることを特徴とするエアーダンパー。
【請求項２】
前記補強板は、プラスチックまたは板金により形成することを特徴とする請求項１に記載のエアーダンパー。
【請求項３】
前記補強板のフィルム側にヘッドの移動時に発生するエアーダンパー内のインク変動によるフィルムの変形を受容する凹部が設けられていることを特徴とする請求項２に記載のエアーダンパー。
【請求項４】
キャリッジの移動に伴う圧力変動時のエアーダンパー内の液面変動により補強板と前記フィルム体間に空気を導入し圧力変動に対応できるように補強板に空気穴を一個あるいは複数個設けることを特徴とする請求項１に記載のエアーダンパー。
【請求項５】
補強板を複数のねじによりエアーダンパーに固定することを特徴とする請求項２または３に記載のエアーダンパー。
【請求項６】
補強板を超音波溶着により固定することを特徴とする請求項２または３に記載のエアーダンパー。
【請求項７】
請求項４または５に記載の固定方法において、エアーダンパー本体の左右の側面または左右の側面および他の側面を含む３面に凹部を形成し、補強板のエアーダンパーの凹部に勘合するようにアンダーカット部を設け、該アンダーカット部がエアーダンパーの凹部に差し込まれ補強板を固定することを特徴とするエアーダンパー。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載のエアーダンパーを具備することを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項９】
請求項８に記載のインクジェットヘッドを具備することを特徴とする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、例えば、プリンタ、ファックスなどに適用されるヘッドチップに負圧を発生させるエアーダンパー及びインクジェットヘッド並びにインクジェット式記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、複数のノズルからインクを吐出するインクジェットヘッドを用いて被記録媒体に文字や画像を記録するインクジェット式記録装置が知られている。このインクジェット式記録装置は、インクジェットヘッドが搭載されたキャリッジを被記録媒体に対して主走査方向に移動させながらインクジェットヘッドのノズルからインクを吐出して所定領域にドットのパターンを印刷し、一回の主走査が終わると被記録媒体を副走査方向に所定量移動させ、これらの動作を繰り返すことによって所望の全ての領域の印刷を行うものである。
【０００３】
また、大型のインクジェット式記録装置では、各色のインクに対応するインクジェットヘッドがキャリッジに複数搭載されている。このような大型のインクジェット式記録装置でヘッドがキャリッジに搭載され、本キャリッジが主走査方向に移動するいわゆるシャトルタイプの記録装置では大量、かつ長時間の印字を行うために大容量の交換可能なインクカートリッジを装置内に組み込み、カートリッジからヘッドまでをチューブで接続しインクを供給する構造となっている。チューブを使用してインクを供給する方法では、キャリッジが移動することでチューブ内のインクがキャリッジの移動とともにチューブ内で移動し、接続したヘッド内部にインク移動時に発生する慣性による圧力差でヘッドのノズル面に設けられたノズル穴にインクの表面張力により形成されるメニスカスを破壊してしまいインク吐出ができなくなる。このためインクの慣性による圧力変動を緩和するため、通常エアーダンパーと呼ぶ部品が搭載されている。エアーダンパーはインクの圧力変動を緩和するために片面はインクを貯留する凹部を設けたプラスチックなどの剛体で成型され、その凹部を密封するようにフィルム状のシートを熱溶着などで密着する。このフィルムがキャリッジの移動に伴うインクの圧力変動により移動しインクの圧力変動を緩和する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
インクジェット記録装置が大型装置になるとインクカートリッジからインクを供給するチューブ長を長くしなければならない。チューブが長くなるとチューブ内の流路抵抗が増大しインクの流れが悪くなる。また、外気温度が低温になるとインクの粘度が上がり硬くなる。すると通常の吸引圧力ではインクをスムーズに流すことができない。ヘッド近傍にサブタンクを設置しインクを供給する方法もあるが装置が大掛かりになりコストアップの原因にもなる。
【０００５】
従来、ヘッドにインクを充填するために、ヘッドのノズルプレートにゴムのキャップを押し当ててノズルプレートとキャップの内部を密封し、このキャップに設けられた外部と連通する排出口にチューブを取り付け、ポンプで吸引することによりキャップとノズルプレートの空間内を負圧にすることでインクカートリッジからチューブを経由してインクをヘッド内に充填する方式が用いられている。このようなインク供給方法では、ヘッド側からの吸引のみによりインクを引いているため、チューブ長が長くなったりすると、発生する流路抵抗によりインクをヘッド内にスムーズに充填することができない。
【０００６】
そのために、更にインクカートリッジ側から前記ポンプとは別のポンプによってインクを強制的に押し出すようにしてヘッドに充填する方法が提案されている。しかし、この方法を用いて、インクカートリッジ側から加圧するとヘッドに取り付けたチューブ内のインクの慣性を緩和するエアーダンパー内の圧力が増大し、エアーダンパーに熱溶着などで貼り付けた前記フィルムが内部の圧力により破裂することがあった。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑み、比較的簡単な構造でインクをヘッドに加圧充填できる構造を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明の第１の態様は、エアーダンパーに補強板を設けエアーダンパーのフィルムの破裂を防止するようにしたことを特徴とするエアーダンパーにある。
【０００９】
本発明の第２の態様は、前期補強板を透明なプラスチック板で形成したことを特徴とするエアーダンパーにある。
【００１０】
本発明の第３の態様は、補強板のフィルム側にヘッドの移動時に発生するエアーダンパー内のインク変動によるフィルムの変形を受容する凹部を設けたことを特徴とするエアーダンパーにある。
【００１１】
本発明の第４の態様は、キャリッジの移動に伴う圧力変動時のエアーダンパー内の液面変動により補強板と前期フィルム部間に空気を導入し圧力変動に対応できるように補強板に空気穴を一個あるいは複数個設けたことを特徴とするエアーダンパーにある。
【００１２】
本発明の第５の態様は、補強板を複数のねじによりエアーダンパーに固定することを特徴とするエアーダンパーにある。
【００１３】
本発明の第６の態様は、第１〜４の何れかの態様において、補強板を超音波溶着などでエアーダンパーに固定することを特徴とするエアーダンパーにある。
本発明の第７態様は、エアーダンパー本体の左右の側面または左右の側面および他の側面を含む３面に凹部を形成し、補強板のエアーダンパーの凹部に勘合するようにアンダーカット部を設け、該アンダーカット部がエアーダンパーの凹部に差し込まれ補強板を固定することを特徴とするエアーダンパーにある。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１５】
図１は、本発明のエアーダンパーの取り付け部位を示す模式図であり、図２は、本発明のエアーダンパーの構造を示す分解構造図である。更に、図３は、このエアーダンパーを搭載したインクジェットヘッドの外観形状を示す斜視図である。
【００１６】
図１〜図３に示すように、本発明のヘッド１は、ＰＺＴからなるヘッドチップ１０の先端にインクを吐出する穴を設けたノズルプレート１１、インクをヘッドチップ１０内に供給する流路１２、各部品を固定するベース１３、エアーダンパー１４などで構成している。
【００１７】
また、本発明のインクジェット記録装置において、ヘッド１にインクを供給する場合は、ヘッド１のノズルプレート１１にゴムのキャップ２０を押し当ててノズルプレート１１とキャップ２０の内部を密封し、キャップ２０に設けられた外部と連通する排出口２１にチューブ２２を取り付け、このチューブ２２を介して図示しないポンプで吸引することことにより、キャップ２０とノズルプレート１１の空間２３内を負圧にすることでインクカートリッジ２４からチューブ２５を経由してインクを矢印で図示したような経路でヘッド１内に充填する。
【００１８】
本エアーダンパー１４のインク貯留部１６は、インク貯留部１６の全面にポリエステルフィルム１５などを熱溶着、超音波溶着あるいは接着などでエアーダンパー本体に固着し、密封されるように構成されている。前述のように、インクをヘッドに充填する場合、ヘッド１側からヘッドのインク吐出部をキャップ２０で密封し負圧にすると、インクカートリッジ２４のインクがインクチューブ２５を経由してエアーダンパー１４に流入する。エアーダンパー１４内にインクが充填されると、次にヘッド１内にインクが充填されノズルプレート１１から噴出し、ヘッド内の空気をキャップ２０の排出口２１から押し出し、印字の準備が完了する。
【００１９】
もし、粘度が高いインクや低温時のインク粘度が高くなった場合は通常の吸引ではインクを十分に充填できない。このように十分にインクを充填できない場合は、インクが不足すると同時にヘッド１内に空気が残留し正常なインク吐出ができない状態となる。このような場合は吸引だけではなく、図４に示すようにカートリッジ２４を矢印Ａ方向のように直接加圧してインクを押し出すか、またはチューブ２５をポンプ２６で押圧してチューブ２５内のインクを押し出すことによって、インクはエアーダンパー１４内に急速に充填されヘッド１内にインクを充填することができる。
【００２０】
この場合、フィルム１５だけではインク貯留部１６にインクを加圧充填するとフィルム１５は外部に向かって膨れる。ある程度膨らみ、フィルム１５の最大張力およびエアーダンパー本体１４とフィルム１５の接着部境界の接着力以上に達すると、フィルム１５が破裂する可能性がある。また、加圧時フィルムが膨らむとインクを押し出す圧力が弱まり効率よく加圧充填出来ないこともある。
【００２１】
このようなフィルム１５の膨らみに起因する不具合を抑え効率よく圧力を伝達するため、図２に示すように、本発明のエアーダンパー１４では、図示しないフィルム面上から補強板１７を固定してフィルムのふくらみを防止する構造を採用している。この補強板１７は、プラスチックまたは金属板で形成可能である。加圧時のエアーダンパーにかかる圧力は１〜２気圧の圧力が加わるため、本補強板１７はインク加圧充填時の圧力に耐える剛性を有している。プラスチックの場合２ｍｍ以上、板金の場合は１ｍｍ以上の厚さが必要である。さらに強固に固定するため、ねじ１８、ナット１９などを使用して堅牢に固定する必要がある。このため補強板やエアーダンパーに補強板を固定するための固定用の穴３１を設けておく。またキャリッジの移動に伴う圧力変動時のエアーダンパー内の液面変動によりフィルムの動作が阻害される場合は補強板とフィルム部間に空気を導入し圧力変動に対応できるように補強板に小穴３０を一個あるいは複数個設けてもよい。図２のように分解されたそれぞれの構成品を組み立てると、図３に示すような本実施例のようなヘッドが完成する。
【００２２】
本実施例では、ネジ１８とナット１９をエアーダンパーと補強板の貫通穴３１に通して固定しているがエアーダンパー本体１４にナットをインサート成形したり、セルフタップネジを用いて固定することも出来る。また他の方法として、図５に示すように、補強板１７の側面にコの字型のアンダーカット部２７を設け、一方、エアーダンパー側には前記アンダーカット２７に勘合する凹部２８を設けて前記アンダーカット２７を前記凹部２８に差込み、補強板を固定してもよい。この場合も、ねじでの固定が必要な場合もありえる。
【００２３】
更にまた、補強板の他の取り付け方法として図６に示すように、超音波溶着などで補強板１７を固定してもよい。この場合、補強板１７によってエアーダンパー１４のフィルム１５の動きが規制されてしまうため、補強板１７のフィルム１５と対向する面は凹部２９を設けフィルムが変動しやすいようにしておいても良い。なお、この場合、凹部２９を深くし過ぎると、加圧時の圧力でフィルム１５が補強板１７の凹部２９に貼りついたり、変形するので０．３ｍｍから１ｍｍの範囲が適切である。
【００２４】
以上、一実施形態について説明したが、本発明はこのような構成に限定されるものではなく、本発明の主旨に従うものであれば全て含まれることは言うまでもない。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明では、加圧充填と吸引充填が同時に可能となり、高粘度インクや低温時のインク粘度が高くなった場合でも容易に充填することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のエアーダンパーの取り付け部位を示す模式図である。
【図２】本発明のエアーダンパーの構造を示す分解構造図である。
【図３】本発明のエアーダンパーを搭載したインクジェットヘッドの外観形状を示す斜視図である。
【図４】本発明のエアーダンパーにインクを加圧供給する様子を説明する説明図である。
【図５】本発明のエアーダンパーに補強板を取り付ける場合の一実施例である。
【図６】本発明のエアーダンパーに補強板を取り付ける場合の他の実施例である。
【符号の説明】
１　　ヘッド
１０　ヘッドチップ
１１　ノズルプレート
１２　流路
１３　ベース
１４　エアーダンパー
１５　フィルム
１６　インク滞留部
１７　補強板
１８　ネジ
１９　ナット
２０　キャップ
２１　排出口
２２　チューブ
２４　インクカートリッジ
２５　チューブ
２６　ポンプ
２７　補強板のアンダーカット部
２８　エアーダンパーの凹部
２９　補強板の凹部
３０　小穴
【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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