(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリントヘッドリザーバであって、
第１および第２の面を有するプレートと、前記プレートを貫通するよう延伸する流路とを含み、
前記プレートの第１の面には、前記流路に連通するチャネルと、前記チャネルの隣接する傾斜部の交差部付近に位置する出口領域と、が形成され、
前記隣接する傾斜部は、インク中に存在する気泡が、この気泡をその場に固定しようとする表面張力を克服して、拘束を受けないようにする浮力を生成できるだけ十分に、水平方向に対して傾斜し、
前記チャネル中の気泡は、インクの流れに因らず前記チャネルの傾斜により前記浮力により出口領域に向かう、
リザーバ。
【請求項２】
プリンタのためのリザーバであって、
第１のインク源と、プレートとを含み、
前記プレートは、
第１の表面上に形成され、重力の向きに交差する方向である横方向に延びる部分を有する第１チャネルと、
前記プレートを貫通するよう延伸して前記第１チャネルおよび第１のインク源に連通する流路と、
前記プレートの第１の表面上に形成され、前記横方向に配列された複数の第１出口領域と、
を含み、
複数の第１出口領域はそれぞれ、第１チャネルに連通し、
第１チャネルの前記横方向に延びる部分は、水平に延びる部分がなく、水平に対し傾斜した部分を連ねて上下しつつ前記横方向に延び、第１出口領域に連通する部分が前記傾斜により周囲より高くなるようにされ、
前記傾斜した部分は、インク中に存在する気泡が、インクの流れがない状態で、この気泡をその場に固定しようとする表面張力を克服して、拘束を受けないようにする浮力を生成できるだけ十分に、水平方向に対して傾斜している、
リザーバ。
【請求項３】
請求項２に記載のリザーバであって、第１出口領域は、インクを印刷媒体に対し吐出する第１のノズルスタックに連通している、リザーバ。
【請求項４】
請求項２に記載のリザーバにおいて、さらに、
第２のインク源を含み、
前記プレートはさらに、
前記第１の表面上に形成され、前記横方向に延びる部分を有する第２チャネルと、
前記プレートを貫通するよう延伸して第２チャネルおよび第２のインク源に連通する第２の流路と、
前記プレートの第１の表面上に形成され、前記横方向に配列された複数の第２出口領域と、
を含み、
複数の第２出口領域はそれぞれ、第２チャネルに連通し、
第２チャネルの前記横方向に延びる部分は、水平に延びる部分がなく、水平に対し傾斜した部分を連ねて上下しつつ前記横方向に延び、第２出口領域に連通する部分が前記傾斜により周囲より高くなるようにされ、
前記傾斜した部分は、インク中に存在する気泡が、インクの流れがない状態で、この気泡をその場に固定しようとする表面張力を克服して、拘束を受けないようにする浮力を生成できるだけ十分に、水平方向に対して傾斜している、
リザーバ。
【請求項５】
請求項２に記載のリザーバにおいてさらに、
第２のインク源を含み、
前記プレートはさらに、
前記第１の表面上に形成され、前記横方向に延びる部分を有する第２チャネルと、
前記プレートを貫通するよう延伸して第２チャネルおよび第２のインク源に連通する第２の流路と、
前記プレートの第１の表面上に形成され、インクを印刷媒体に対し吐出する第２のノズルスタックに連通する前記横方向に配列された複数の第２出口領域と、
前記第１の表面の反対側に位置する第２の表面上に形成され、第１チャネルの下方を通過するアンダーパスチャネルと、
複数の第２出口領域はそれぞれ、前記第２チャネルに連通し、一部の第２出口領域はアンダーパスチャネルを介して第２チャネルに連通し、
第２チャネルの前記横方向に延びる部分は、水平に延びる部分がなく、水平に対し傾斜した部分を連ねて上下しつつ前記横方向に延び、第２出口領域に連通する部分が前記傾斜により周囲より高くなるようにされ、
前記傾斜した部分およびアンダーパスチャネルは、インク中に存在する気泡が、インクの流れがない状態で、この気泡をその場に固定しようとする表面張力を克服して、拘束を受けないようにする浮力を生成できるだけ十分に、水平方向に対して傾斜している、
リザーバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェットプリンタ、特にプリントヘッドのインクリザーバ内のインク流路の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェットプリンタは、プリントヘッドの面板に設けられた孔を通じて、インクを基体へ射出することによって、基体表面上に画像を形成する。プリントヘッドの面板は、プリントヘッドのリザーバ（貯液部）に連通しており、リザーバはインク源に通じている。固体インクプリンタでは、固体インクを溶融し、溶けたインクをプリントヘッドリザーバに送る。
【０００３】
固体インクプリンタの電源をオフにすると、プリントヘッドリザーバ内に残存するインクが凝固することが考えられる。その後、プリントヘッドリザーバ内でインクが溶けると、以前はインク中で溶解状態であった空気が、溶液から分離してプリントヘッドリザーバ内に気泡またはエアポケットを形成する場合がある。エアポケットは、インクがプリントヘッド面板内の孔へ移動する際における、インクの濾過を妨げることがある。またエアポケットは、プリンタの印刷品質を害することもある。インクの代わりに気泡が孔へ送られた場合、印刷媒体上に意図しない空白スポットが形成されてしまう。したがって、プリントヘッドリザーバ内の空洞部およびチャネル部を定期的にパージ、すなわちエア抜きして、印刷品質を向上させることが望ましい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
減圧システムを用いて固体インクプリントヘッドから空気をパージすることは、周知である。しかし減圧システムは、コストが高く、時間がかかり、正圧を用いたシステムに比べて非効率的である。さらに、パージ時にはノズルを拭うことが望ましいが、それは減圧システム使用時には実施不可能である。したがって、正圧パージシステムが好適である。正圧パージシステムにおいては、可能な限り少量のインクのみを用いてプリントヘッドをパージすることが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
プリントヘッドリザーバであって、第１および第２の面を有するプレートと、前記プレートを貫通するよう延伸する流路とを含む。前記プレートの第１の面には、前記流路に連通するチャネルと、前記チャネルの隣接する傾斜部の交差部付近に位置する出口領域と、が形成されている。前記隣接する傾斜部は、インク中に存在する気泡が、この気泡をその場に固定しようとする表面張力を克服して、拘束を受けないようにする浮力を生成できるだけ十分に、水平方向に対して傾斜し、前記チャネルの内の気泡は、インクの流れによらず前記チャネルの傾斜により前記浮力により出口領域に向かう。
【０００６】
プリンタのためのリザーバであって、第１のインク源と、プレートとを含み、前記プレートは、第１の表面上に形成され、重力の向きに交差する方向である横方向に延びる部分を有する第１チャネルと、前記プレートを貫通するよう延伸して前記第１チャネルおよび第１のインク源に連通する流路と、前記プレートの第１の表面上に形成され、前記横方向に配列された複数の第１出口領域と、を含む。複数の第１出口領域はそれぞれ、第１チャネルに連通し、第１チャネルの前記横方向に延びる部分は、水平に延びる部分がなく、水平に対し傾斜した部分を連ねて上下しつつ前記横方向に延び、第１出口領域に連通する部分が前記傾斜により周囲より高くなるようにされ、前記傾斜した部分は、インク中に存在する気泡が、インクの流れがない状態で、この気泡をその場に固定しようとする表面張力を克服して、拘束を受けないようにする浮力を生成できるだけ十分に、水平方向に対して傾斜している。
【０００７】
前記リザーバの第１出口領域は、インクを印刷媒体に対し吐出する第１のノズルスタックに連通するものとできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１１および図１２を参照すると、インクジェットプリンタＢのためのプリントヘッドＡは一般的に、液状インクをノズルスタックＣに供給し、ノズルスタックＣはインクをドラムＤ上に吐出する。紙であってもよい印刷媒体は、ドラムの周囲を移動して、ドラム上に付着したインクの転写を受ける。インクがプリントヘッド内を移動する際に、インクの流路内に空気が入る場合がある。流路から空気を除去するには、プリントヘッドリザーバをパージする。このことは、以下でさらに詳述する。
【０００９】
図１を参照すると、プリントヘッドリザーバ１０は、前部プレート１２と、中間プレート１４と、後部プレート１６とを含む。プリントヘッドリザーバ１０は、プリントヘッドの一部である。各プレートの底部は実質的に水平であり、リザーバは、一対のジャーナル１８（図１には１つのみが示されている）を軸として回転可能な状態で、インクジェットプリンタ内部に配置されている。
【００１０】
インクは概略的に、後部プレート１６から前部プレート１２に向かって移動する。図２を参照すると、後部プレート１６は、リザーバを組み上げた時に中間プレート１４に隣接する前面２０と、前面の反対側に位置する後面２２とを含む。後面２２から複数のバケツ壁２４が延伸し、複数のインクバケツ２６を形成している。図示した実施形態では、４個のインクバケツが示されており、各バケツは異なる色のインクを受ける。それらの色は特に、イエロー、シアン、マゼンタ、およびブラックであることが考えられる。ただし、その数より少ない数または多い数のインクバケツが設けられることも可能であり、それらのインクバケツで違う色のインクを受けてもよい。インクバケツ２６は通常、溶融されてバケツ内へ滴下されたインクを受ける。ただし、溶融されない、すなわち元々液状のインクがインクバケツに供給されることも可能である。
【００１１】
図３を参照すると、各インクバケツ２６は流路２８に連通し、流路２８は後部プレート出口３２に連通する。各インクバケツ内において、バケツ壁２４からインクバケツ２６内へ内側に突出する肩部３６の上に、フィルタ３４が設置されている。フィルタ３４は、インクが流路２８内へ移動して後部プレート出口３２に至る前に、インクから不純物を除去する。後部プレート出口３２は、弁部材４２を介して、中間プレート入口４０に連通する。弁部材４２は、一方向逆止弁の部品から成り、後部プレート出口３２から中間プレート入口４０内へインクを通過させる。弁部材４２は、インクが中間プレート入口４０から後部プレート出口３２へ逆戻りすることを防止する。弁部材４２は、後部プレート出口３２と中間プレート入口４０との間の差圧に応じて開閉する。
【００１２】
図４を参照すると、中間プレート１４は、前面４４と後面４６とを有する。中間プレートの前面４４は前部プレート１２に接触し、中間プレートの後面４６は後部プレート１６の前面２０に接触する。中間プレート入口４０には、中間プレート１４の後面４６に形成され互いに１２０°の間隔をあけて配置された３つのローブが設けられている。２つのローブ５２は、概略下方に延びる。第３のローブ５０は、上方に延伸してインクチャンバ５６につながる。２つの下向きローブ５２はそれぞれ、流路６４（図３では点線で１つのみ示している）に連通する開口部５８を有する。流路６４は、中間プレート１４の前面４４に設けられた中間プレート出口６８に連通する。図６からわかるとおり、インクの各色に２つずつで合計８つの中間プレート出口６８が、中間プレートの前面４４の下部に設けられている。
【００１３】
再度図４を参照すると、インクは、中間プレート入口４０から流入し、上向きローブ５０を通過してインクチャンバ５６に入る。インクチャンバからインクは、下向きローブ５２に設けられた開口部５８（図５）を通じて送出される。図３からわかるとおり、インクチャンバ５６は、中間プレート１４の後面４６と、後部プレート１６の前面２０との両方に設けられた凹部によって構成されている。インクは、流路６４（１つのみ図示）に連通している中間プレート出口６８から送出され、フィルタ上流側空洞部７４に流入する。
【００１４】
鉛直フィルタ７６が、前部プレート１２と中間プレート１４との間に挟まれ、それらのプレートに対して実質的に平行に配置されている。フィルタ上流側空洞部７４は、中間プレート１４の前面４４とフィルタ７６との間に設けられる。図７において明白であるように、フィルタ７６は２つの層を有する。第１層７８は細かい網から成り、第２層８２はフェルト材料から成る。各フィルタは、１０μｍ程度の小さな不純物をインクから除去できる。インクは、フィルタ上流側空洞部７４からフィルタ下流側空洞部８６内へ、フィルタ７６を通過して流れる。このことは、以下でさらに詳述する。
【００１５】
前部プレート１２は、前面９０（図９）と、フィルタ７６に隣接する後面９２（図８）とを有する。フィルタ下流側空洞部８６は、フィルタ７６と前部プレート１２の後面９２との間に設けられる。図８を参照すると、前部プレート１２は後面９２において、複数の開口部９４を有する。開口部９４は、流路を通じて、前部プレートの前面９０に設けられた複数の前部プレート出口９６（図９）に連通している。実施形態を限定するためではなく、図を理解しやすくする目的のみのために、各開口部および前部プレート出口内に特定の色のインクが流れるという前提で、以下の説明を展開する。
【００１６】
前部プレート１２の後面９２には、４つのフィルタ下流側空洞部８６を構成する４つの凹部が設けられている。下流側空洞部にはそれぞれ、符号８６Ｂ、８６Ｍ、８６Ｃおよび８６Ｙを付す。それらの符号のアルファベットは、下流側空洞部内のインクの色（ブラック、マゼンタ、シアンおよびイエロー）を表す。図８からわかるとおり、フィルタ下流側空洞部は場合によっては、２つ以上の開口部９４を有することがある。したがって、前部プレート１２の前面９０には、特定の１色に対して２つ以上のプレート出口９６が設けられる場合がある。たとえば、ブラックのフィルタ下流側空洞部８６Ｂは１つの開口部９４Ｂを有し、マゼンタのフィルタ下流側空洞部８６Ｍは３つの開口部９４Ｍを有し、シアンのフィルタ下流側空洞部８６Ｃは２つの開口部９４Ｃを有し、イエローのフィルタ下流側空洞部８６Ｙは１つの開口部９４Ｙを有する。これらの各開口部９４は、流路を通じて対応の前部プレート出口９６（図９）に連通している。
【００１７】
図９を参照すると、前部プレート１２の前面９０には、水平に対し角度の付いたチャネル９８が複数形成されている。各前部プレート出口９６は、角度付きチャネル内に配置されている。チャネル９８によってインクは、前部プレート１２にわたって横方向に配送され、複数の対応の出口領域１０２に至る。インクは、出口領域１０２から、第４のプレート１００（図１０）を通じてノズルスタック（図示せず）へ移動することができる。図示の実施形態では、各色に対して、４つの出口領域１０２が等間隔で設けられている。限定するためではなく、開示する実施形態を説明しやすくするために、チャネルおよび出口領域の符号の末尾に、そのチャネルを通じて出口領域に向かって移動するインクの色に対応したアルファベットを付す。
【００１８】
図９からわかるとおり、チャネル９８Ｙは、イエローインクを前部プレート出口９６Ｙから受け、そのイエローインクを、前部プレート１２の前面９０の上部付近に沿って横方向に等間隔で設けられた４つの出口領域１０２Ｙに配送する。チャネル９８Ｂは、ブラックインクを前部プレート出口９６Ｂから受け、そのブラックインクを、イエロー出口領域１０２Ｙに隣接配置された４つの出口領域１０２Ｂに配送する。出口領域１０２Ｂのうちの３つにブラックインクを配送するには、ブラックインクチャネル９８Ｂをイエローインクチャネルに交差させる必要が生じる。イエローインクチャネル９８Ｙに交差させずにブラックインクを出口領域１０２Ｂへ到達させるために、ブラックチャネル９８Ｂの角部の頂点にチャネル開口部１０４Ｂが設けられている。各チャネル開口部１０４Ｂは、流路を通じて、前部プレート１２の後面９２（図８）に設けられた対応のアンダーパス入口１０６Ｂに連通している。各アンダーパス入口１０６Ｂは、後面９２に形成された対応のアンダーパスチャネル１０８Ｂに連通している。各アンダーパスチャネルはアンダーパス出口１１２Ｂに通じており、各アンダーパス出口１１２Ｂは、流路を通じて、前部プレート１２の前面９０（図９）に設けられた対応の出口領域１０２Ｂに連通している。この構造は、図７の断面図にも示されている。図６、図７および図８に示すとおり、アンダーパスチャネル１０８Ｂは、前部プレート１２の後面９２と中間プレート１４の前面４４との両方に設けられた凹部によって形成される。
【００１９】
再度図９を参照すると、２つの別個のチャネル９８Ｃが設けられて、それらによってシアンインクが、前部プレート１２の前面９０の下部付近に沿って横方向に等間隔で設けられた４つの出口領域１０２Ｃに配送される。図９に示すとおり、左側の第１のプレート出口９６Ｃが左側のチャネル９８Ｃに連通し、それによってシアンインクが２つの左側出口領域１０２Ｃに配送される。左側チャネルにはさらに、上述のチャネル開口部に類似したチャネル開口部１０４Ｃが設けられている。チャネル開口部１０４Ｃは、流路を通じて、前部プレート１２の後面９２（図８）に設けられた対応のアンダーパス入口１０６Ｃ（図８）に連通している。アンダーパス入口１０６Ｃは、後面９２に形成された対応のアンダーパスチャネル１０８Ｃに連通している。アンダーパスチャネル１０８Ｃはアンダーパス出口１１２Ｃに通じており、アンダーパス出口１１２Ｃは、流路を通じて、前部プレート１２の前面９０（図９）に設けられた対応の左側出口領域１０２Ｃに連通している。図６を参照すると、シアンのアンダーパスチャネル１０８Ｃは部分的には、中間プレート１４の前面４４によって形成されている。３つのマゼンタ用前部プレート出口９６Ｍに連通している３つのチャネル９８Ｍは、マゼンタインクを４つの出口領域１０２Ｍへ配送する。各マゼンタ出口領域１０２Ｍは、対応のシアン出口領域１０２Ｃに隣接して配置されている。
【００２０】
前述のとおり、溶融されたインクが、プリンタリザーバ１０内を移動する。プリンタの電源をオフにすると、インクがプリンタリザーバ内で凝固することがある。凝固する際に、以前は液状インク中に溶解状態であった空気が、インクから分離する。プリンタが再度オンにされてプリンタリザーバが暖められた時、インクから分離した空気は、液状インク中に気泡として残ってしまう。
【００２１】
プリンタリザーバ１０において気泡が形成されうる箇所は、第１プレート１２の前面９２に設けられたチャネル９８内である。チャネルは、出口領域１０２に向けて角度をつけて（すなわち傾斜して）形成されており、その構成は、気泡の浮力によって気泡が出口領域に向かって移動するよう、消極的に促すものである。図９からわかるとおり、出口領域１０２は、チャネル９８の角部の頂点に位置している。気泡が出口領域１０２に向けて移動された状態であれば、気泡をチャネル９８からパージする際に最少量のインクしか必要とされない。チャネルのパージは一般的に、チャネル内に形成された気泡を押し出すのに十分な量のインクをチャネル９８内に通過させることで実施される。パージ期間中には、通常時より高圧でインクをチャネル内に通過させてもよい。それはたとえば、空気圧源を用いて、チャネル９８に連通しているインクチャンバ５６内に空気を圧入することによって実施することが可能である。チャネルの角度または傾斜としては、大きな気泡が、それらを固定する表面張力を克服するのに十分な自由な浮力を生成できる特定の角度または傾斜が選択される。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】インクジェットプリンタのためのプリントヘッドリザーバを示す前面斜視図である。
【図２】図１のプリントヘッドリザーバの後部プレートを示す前面斜視図である。
【図３】図１のプリントヘッドリザーバを示す側面断面図である。
【図４】図１のプリントヘッドリザーバの中間プレートを示す後面斜視図である。
【図５】図４の中間プレートの流入口を示す拡大図である。
【図６】図４の中間プレートの前面を示す立面図である。
【図７】図１のプリントヘッドリザーバの上部を示す拡大断面図である。
【図８】図１のプリントヘッドリザーバの前部プレートの後面を示す立面図である。
【図９】図８の前部プレートの前面を示す立面図である。
【図１０】図１のプリントヘッドリザーバを示す前面立面図であって、前部プレートの前面に取り付けられた第４のプレートを含む図である。
【図１１】図１のプリントヘッドリザーバを用いたインクジェットプリンタを示す斜視図である。
【図１２】図１１のインクジェットプリンタを示す断面図である。
【符号の説明】
【００２３】
１０  プリントヘッドリザーバ、１２  前部プレート、１４  中間プレート、１６  後部プレート、４４  中間プレート前面、８６  フィルタ下流側空洞部、９０  前部プレート前面、９２  前部プレート後面、９４  開口部、９６  前部プレート出口、９８  チャネル、１００  第４のプレート、１０２  出口領域、１０４  チャネル開口部、１０６  アンダーパス入口、１０８  アンダーパスチャネル、１１２  アンダーパス出口。
【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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