(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクジェットヘッドと、
前記インクジェットヘッドに形成したインク取り込み口と、
前記インク取り込み口の上流側に配置したフィルタと、
前記フィルタの上部に位置し、前記フィルタへのインク通路を有する接続ブロックであって、前記インク通路の断面形状がインクの流れる方向に沿って略一定に形成されたインク供給管部と、前記インク供給管部と前記フィルタとの間に位置すると共に連接し断面形状が前記フィルタの方向に広がっているインク通路接続部とを有する接続ブロックとを有し、
前記インク通路接続部の内容積は、前記インク供給管部に内接する球の体積と略同等以下であることを特徴とするインクジェットプリンタ。
【請求項２】
前記接続ブロックの前記インク通路接続部は、略円錐台形状であることを特徴とする請求項１記載のインクジェットプリンタ。
【請求項３】
前記インク通路接続部を形成する内周面は、内側に膨らんだ曲面から形成されていることを特徴とする請求項１記載のインクジェットプリンタ。
【請求項４】
前記接続ブロックは、前記インク通路接続部及び前記インク供給管部が、略鉛直となるように取り付けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のインクジェットプリンタ。
【請求項５】
前記インク供給管部は、略円柱状であることを特徴とする請求項１又は４のいずれか１項に記載のインクジェットプリンタ。
【請求項６】
前記フィルタは、前記インク取り込み口に配置されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のインクジェットプリンタ。
【請求項７】
前記接続ブロックの上方に、前記インク供給管を上昇する気泡を収容する気泡だまりを有していることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のインクジェットプリンタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェットヘッドにインクを供給するインク通路に、インクに含まれている異物を除去するためのフィルタが配置された構成のインクジェットプリンタに関するものである。更に詳しくは、フィルタに気泡が捕捉されることにより引き起こされる印字不良等の弊害を回避可能なインクジェットプリンタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェットプリンタにおいて、インクタンクからインクジェットヘッドに供給されるインクに異物が混入していると、インクジェットヘッドのインクノズルに目詰まりが発生し、インク吐出不良等の弊害が起きるおそれがある。そこで、インクジェットヘッド近傍のインク供給路内に異物除去用のフィルタを配置し、異物がインクと共にインクジェットヘッド内に侵入することを防止している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、インクタンクとしては着脱可能なインクカートリッジ等が用いられている。インクカートリッジの交換時に、空になったインクカートリッジを外すと、インク供給系が大気開放状態になるので、気泡がインク供給系に侵入する場合がある。インクカートリッジ交換後に、インクカートリッジからインクジェットヘッドに向けてインク充填動作を行うと、侵入した気泡も一緒にインクジェットヘッドの側に送り込まれる。
【０００４】
気泡がインクジェットヘッドの各インクノズルを介して外部に排出されれば問題はないが、インク供給路に配置されているフィルタに捕捉されて、そこに停滞してしまうことがある。気泡がフィルタに捕捉されると、その気泡が核となって徐々に気泡が成長してしまう。この結果、次のような弊害が発生する。
【０００５】
まず、フィルタに捕捉されている気泡のためにインク供給が不安定になってしまう。この結果、必要量のインクがインクノズルに供給されない場合には、インク液滴の吐出不良が起こる。さらに、フィルタに捕捉されている気泡が拡大すると、インク液滴の吐出自体が不能となってしまう。
【０００６】
本発明の課題は、フィルタに捕捉された気泡を自動的に排除できるようにしたインクジェットプリンタを提案することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、インクジェットヘッドと、前記インクジェットヘッドに形成したインク取り込み口と、前記インク取り込み口の上流側に配置したフィルタと、前記フィルタの上部に位置し、前記フィルタへのインク通路を有する接続ブロックであって、前記インク通路の断面形状がインクの流れる方向にそって略一定に形成されたインク供給管部と、前記インク供給管部と前記フィルタの間に位置すると共に連接し断面形状が前記フィルタの方向に広がっているインク通路接続部とを有する接続ブロックとを有し、前記インク通路接続部の内容積は、前記インク供給管部に内接する球の体積と略同等以下であることを特徴とする。
【０００８】
本発明においては、インク通路接続部に溜まった気泡がフィルタ上面から離れて球形の気泡球になった場合、当該気泡球はインク供給管部を通過可能な大きさ以上とはならない。よって、フィルタ上面に捕捉された気泡は、それに作用する浮力によって自動的にインク供給管部を経由して上方に排出される。
【０００９】
ここで、前記インク通路接続部は略円錐台形状をしていることが望ましい。上記構成より、フィルタ上部の気泡は、テーパ状の内周面としてあるので、フィルタの上面から離脱した気泡は、当該テーパ状の内周面に沿ってインク供給管部の側に上昇して、インク通路から確実に排出される。
【００１０】
そして、前記インク通路接続部を形成する内周面は、内側に膨らんだ曲面から形成されていることがテーパ状より更に望ましい。
【００１１】
また、前記接続ブロックは、前記インク通路接続部及び前記インク供給管部が、略鉛直となるように取り付けられていることが望ましく、この場合、気泡球は、インク通路接続部及び前記インク供給管部を形成する内周面に上昇を阻害されることが無く確実に排出される。
【００１２】
更には、前記インク供給管部は、略円柱状であることが望ましい。この結果、浮力によって上昇中の気泡球の形状が乱れることがなくインク供給管をスムースに通過して排出される。
【００１３】
又更には、前記フィルタは、前記インク取り込み口に配置されていることが望ましい。上記構成より、インクジェットヘッドの近くに配置した場合の方がインクジェットヘッドに侵入する気泡を確実に防ぎことができる。
【００１４】
また、本発明は、前記接続ブロックの上方に、前記インク供給管を上昇する気泡を収容する気泡だまりを有することも効果的である。このようにすれば、フィルタ上部に捕捉された気泡は、浮力により当該フィルタ上面から離れて接続ブロックを通って浮上し、その上方の気泡だまりに貯えられる。この結果、一旦フィルタ上面から排除された気泡が、再びインク流によってインク供給管部を通ってフィルタまで流されて、そこに捕捉されてしまうという弊害を回避できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
第１の実施の形態
以下に、図１〜図５を参照して本発明を適用したインクジェットプリンタの第１の実施の形態を説明する。
【００１６】
図１は本例のインクジェットプリンタの全体構成図である。この図に示すように、インクジェットプリンタ１は、インクジェットヘッド２と、このインクジェットヘッド２を担持しているキャリッジ３と、キャリッジ３を主走査方向（矢印Ａの方向）に往復移動させるためのベルト式駆動機構４と、キャリッジ３のガイドシャフト５を備えている。
【００１７】
インクジェットヘッド２のインクノズル面は下向きとされ、当該インクノズル面に対峙するように、その下側にはプラテンローラ６が配置されている。プラテンローラ６によって記録紙７を副走査方向（矢印Ｂ）に搬送しながら、インクジェットヘッド２により、当該記録紙７の表面に所望の印字を形成することができる。
【００１８】
キャリッジ３には図２に記載のインク圧力減衰器８も搭載されており、インクカートリッジ装着部９に着脱可能に装着されているインクカカートリッジ１０のインクは、インクチューブ１１およびインク圧力減衰器８を介してインクジェットヘッド２に供給される。
【００１９】
インクジェットヘッド２によって印字が行われる主走査方向の印字領域から外れた位置には、廃インク回収機構１３が配置されている。廃インク回収機構１３は、インクジェットヘッド２のインクノズル面をキャッピング可能なキャップ１４と、このキャップ１４に回収された廃インクを、廃インクチューブ１５を介して廃インクタンク１６に吸引回収する吸引ポンプ１７を備えている。
【００２０】
次に、図２はインクジェットプリンタ１のインク供給機構を示す構成図であり、図３はその断面図である。これらの図を参照して説明すると、インク供給機構２０は、インクカートリッジ１０と、インクチューブ１１と、インク圧力減衰器８とによって基本的に構成されている。
【００２１】
インクカートリッジ１０は、偏平な直方体形状の硬質ケース１０１と、このケース１０１に収納されると共に内部にインクが封入されている可撓性のインク袋１０２を備えている。インク袋１０２にはインク取出し口１０３が形成されており、このインク取出し口１０３はケース１０１から外側に突出している。
【００２２】
インクチューブ１１の一端には、インク供給針１１２が取り付けられており、インク供給針１１２は、インクカートリッジ１０のインク取出し口１０３に差し込まれている。このインク供給針１１２はプリンタ１に固定されており、インクカートリッジ１０の着脱動作によって、そのインク取出し口１０３に差し込まれると共に、そこから引き抜かれる。
【００２３】
一方、インクチューブ１１の他端はインク圧力減衰器８に接続されている。
【００２４】
図３に示すように、インク圧力減衰器８は、偏平なカップ状の硬質ケース本体８１と、このケース本体８１の開口部を塞ぐようにケース本体８１に貼り付けられている軟質のフィルム８２と、このフィルム８２の内面に貼り付けた板ばね８３とを有し、ケース本体８１とフィルム８２との間に圧力減衰室８０が形成されている。
【００２５】
ケース本体８１にはインク流入口８４とインク流出口８５が形成されている。インク流入口８４にはインクチューブ１１が接続され、インク流出口８５は、ケース本体８１に形成されたインク流出経路８６の上端に連通している。このインク流出経路８６の下端は大径のヘッド接続部８７となっている。
【００２６】
この構成のインク圧力減衰器８の圧力減衰室８０には所定量のインク４０が溜められている。圧力減衰室８０の内圧の増減に応じて、フィルム８２が板ばね８３を外側若しくは内側に弾性変形させて、その容積が増減する。このフィルム８２の変位によって圧力減衰室８０の内圧が一定となるように保持される。よって、インク流入口８４の側のインク圧力が変動しても、インク流出口８５からインクジェットヘッド２の側に供給されるインク供給圧が一定となるように保持される。
【００２７】
次に、図３および図４を参照して説明すると、インクジェットヘッド２は、インクを貯溜しているインク室２０１と、このインク室２０１にインクを取り込むためのインク取り込み口２０２とを備え、インク室２０１から各インクノズル２０３に向けてインクが供給されるようになっている。前述のように、インクジェットヘッド２はそのインクノズル面２０４が下向きの姿勢となるようにキャリッジ３に搭載されており、インク取り込み口２０２は、インクジェットヘッド２のユニットケース上壁２１０に開いている。
【００２８】
ユニットケース上壁２１０には、インク圧力減衰器８に接続する内径ｄがほぼ一定に形成されたインク供給管部２３と略円錐台形状の接続部２２とを備えた接続ブロック２１が、インク取り込み口２０２に対応して取り付けられている。
【００２９】
このインク供給管部２３の上端部分は、ヘッド接続部８７に下側からインクが漏れないようにパッキン８８を変形させて差し込まれている。
【００３０】
また、インク取り込み口２０２の直上位置には、ここからインクジェットヘッド２内に供給されるインクから異物を除去するためのフィルタ板２４が接続ブロック２１とユニットケース上壁２１０とに挟持されて配置されている。
【００３１】
ここで、フィルタ２４が配置されているインク通路接続部の構造を更に詳しく説明する。内側が円錐台形状をした接続部２２の内部に形成されているインク通路は、インク取り込み口２０２に連通している大径の下端部２２１と、インク供給管部２３に連通している小径の上端部２２３と、これら下端部２２１に形成されたフィルタ取付け部２２４と、このフィルタ取付け部２２４から上端部２２３に到る円錐台形状のインク通路接続部２２２とを備えている。
【００３２】
本例では、フィルタ上面２４ａから上端部２２３までの間のインク通路接続部２２２の内容積が、上端部２２３に連通しているインク供給管部２３の内接球体積と同等以下であるように設定されている。例えば、インク通路接続部２２２の内容積がインク供給管部２３の内接球体積と同一となるように設定されている。
【００３３】
このように構成したインクジェットプリンタ１において、インクカートリッジ１０の交換時等においてインク供給通路内に気泡が入り込む場合がある。インク供給通路内に侵入した気泡は、インクジェットヘッド２のインクノズル面２０４にキャップ１４を付けて吸引ポンプ１７で吸引するインク吸引動作によって、フィルタ２４にまで達することがある。フィルタ２４に達した気泡３０は、そのフィルタ上面２４ａに捕捉され、図４に示すように偏平な半球状態で、フィルタ上面２４ａに張り付いた状態になる。
【００３４】
インク吸引が停止すると、フィルタ上面２４ａに張り付いていた気泡は、表面張力によって球形になる。円錐台形状の通路部分２２２の内容積を上記のように設定してあるので、ここに溜まって球形になった気泡３０Ａの直径Ｄは、上方に略垂直に延びているインク供給管部２３の内径ｄ以上になることはない。よって、気泡３０Ａは、インク４０による浮力によって、円錐台形状のインク通路接続部２２２の内周面に沿って上方し、その上端に連続しているインク供給管部２３を浮上して、フィルタ２４が取り付けられている接続部２２から排出される。
【００３５】
インク４０の比重が１．０６、インク供給管部２３の内径１．６mmにおいて実験した結果、インク通路接続部２２２の内容積が、上端部２２３に連通しているインク供給管部２３の内接球体積の１．１倍までは確実に気泡は移動し、１．２倍では移動する場合と移動しない場合があり、１．３倍では殆ど移動しないことが確認された。
【００３６】
このように、本例においては、フィルタ上面２４ａに捕捉された気泡３０は浮力によってフィルタ上面２４ａから浮上し、更に、その上方において略垂直に延びているインク供給管部２３を浮上する。よって、気泡３０がフィルタ上面に滞留してしまうことを回避できる。
【００３７】
また、本例では、フィルタ上面２４ａからインク供給管部２３までのインク通路接続部２２２を円錐台形状としてあるので、フィルタ上面２４ａに捕捉された気泡３０は、当該インク通路接続部２２２のテーパ状内周面に沿って速やかに浮上することができる。従って、下向き状態の水平な段差面等が当該インク通路接続部に形成されている場合のように、浮上しようとする気泡が段差面に捕捉されてそこに滞留してしまうという弊害を回避できる。
【００３８】
ここで、略垂直に配置されているインク供給管部２３の上方に、浮上してきた気泡３０Ａを溜める気泡だまりを形成しておけば、このような気泡が再びフィルタ２４の側に侵入することを防止できるので好ましい。
【００３９】
本実施の形態では、圧力減衰室８０のインク流入口８４の上部に気泡だまり８９を設けている。この場合、インクジェットヘッド２のインクをインクノズル２０３から吸引しても、圧力減衰室８０のインクがインク流入口８４からインクジェットヘッド２の下方へ流れる為、インク流入口８４の上部ある気泡だまり８９の気泡がフィルタ２４側に引き込まれることはない。
【００４０】
第２の実施の形態
次に、図６を用いて接続ブロックの第２の実施の形態について説明する。
図６は、前述の第１の実施の形態における図４に相当するものであり、その他の構成及び機能は第１の実施の形態と同一である。また、第１の実施の形態と同じもしくは同一の機能を有する部品等には同符号を付して説明を省略する。
【００４１】
第１の実施の形態とは接続ブロック２１ａの接続部２５の内壁が曲面に形成されていることである。
【００４２】
ここで、フィルタ２４が配置されているインク通路接続部の構造を更に詳しく説明する。曲面を連続させた形状をした接続部２５の内部に形成されているインク通路は、インク取り込み口２０２に連通している大径の下端部２２１と、インク供給管部２３に連通している小径の上端部２２３と、この下端部２２１に形成されたフィルタ取付け部２２４と、このフィルタ取付け部２２４から上端部２２３に内壁を内側に膨らみ上にいくにしたがって細くなるカーブの曲面で形成されたインク通路接続部２２２とを備えている。
【００４３】
本例では、フィルタ上面２４ａから上端部２２３までの間のインク通路接続部２２２の内容積が、上端部２２３に連通しているインク供給管部２３の内接球体積と略同等以下であるように設定されている。例えば、インク通路接続部２２２の内容積がインク供給管部２３の内接球体積と同一となるように設定されている。
【００４４】
上記構成によれば、前述の第１の実施の形態とほぼ同一の効果が得られ、しかも第１の実施の形態より気泡がフィルタ上面より離れやすい更なる効果を得ることができた。
【００４５】
第３の実施の形態
次に、図７を用いて接続ブロックの第３の実施の形態について説明する。
図７は、前述の第１の実施の形態における図４に相当するものであり、その他の構成及び機能は第１の実施の形態と同一である。また、第１の実施の形態と同じもしくは同一の機能を有する部品等には同符号を付して説明を省略する。
【００４６】
第１の実施の形態とは接続ブロック２１ｂの接続部２６の内壁を製作しやすいようにインク供給管部２３とは段状に形成していることである。
【００４７】
ここで、フィルタ２４が配置されているインク通路接続部の構造を更に詳しく説明する。円柱形状をした接続部２６の内部に形成されているインク通路は、インク取り込み口２０２に連通している大径の下端部２２１と、インク供給管部２３に連通している小径の上端部２２３と、この下端部２２１に形成されたフィルタ取付け部２２４と、このフィルタ取付け部２２４から上端部２２３に到る円柱形状のインク通路接続部２２２とを備えている。
【００４８】
本例では、フィルタ上面２４ａから上端部２２３までの間のインク通路接続部２２２の内容積が、上端部２２３に連通しているインク供給管部２３の内接球体積と略同等以下であるように設定されている。例えば、インク通路接続部２２２の内容積がインク供給管部２３の内接球体積と同一となるように設定されている。
【００４９】
上記構成によれば、前述の第１の実施の形態とほぼ同一の効果が得られた。
【００５０】
第４の実施の形態
図８を用いて接続ブロックの第４の実施の形態について説明する。図８は、前述の第１の実施の形態における図４に相当するものであり、その他の構成及び機能は第１の実施の形態と同一である。また、第１の実施の形態と同じもしくは同一の機能を有する部品等には同符号を付して説明を省略する。
【００５１】
本実施の形態の接続ブロック２１ｃは、接続部２６の内壁が第１及び第３の実施の形態の形状を組み合わせたものである。
【００５２】
ここで、フィルタ２４が配置されているインク通路接続部の構造を更に詳しく説明する。円錐台形状と円柱形状を組み合わせた形状をした接続部２７の内部に形成されているインク通路は、インク取り込み口２０２に連通している大径の下端部２２１と、インク供給管部２３に連通している小径の上端部２２３と、この下端部２２１に形成されたフィルタ取付け部２２４と、このフィルタ取付け部２２４から上端部２２３に到る円錐台形状と円柱形状を組み合わせた形状のインク通路接続部２２２とを備えている。
【００５３】
本例では、フィルタ上面２４ａから上端部２２３までの間のインク通路接続部２２２の内容積が、上端部２２３に連通しているインク供給管部２３の内接球体積と略同等以下であるように設定されている。例えば、インク通路接続部２２２の内容積がインク供給管部２３の内接球体積と同一となるように設定されている。
【００５４】
上記構成によれば、前述の第１の実施の形態とほぼ同一の効果が得られた。
【００５５】
なお、本発明は上述の実施の形態に限られることなく、種々の変更を行うことができる。
【００５６】
例えば、本実施の形態では、インクジェットヘッド２のインクノズル面は下向きとしたが、その方向に限るものではなく、例えば横方向に吐出するものであっても構わない。
【００５７】
また、本実施の形態では、接続ブロックのインク供給管部が略垂直となるように接続ブロックを取り付けてあるが、垂直に限るものではなく、供給管部と水平面とのなす角が４５度ぐらいであっても構わないが、垂直及び垂直に近い角度のの方が気泡がフィルタ上面から離れて浮上し易く、その効果は大きい。
【００５８】
さらに、本実施の形態ではフィルタを、インクジェットヘッドのインク室へのインク取り込み口に設置したが、これに限るものではなく、例えば、インクジェットヘッドから離れたインク流路内に配置しても構わないが、インクジェットヘッドの近くに配置した場合の方がインクジェットヘッドに気泡が入るのを防ぎ易い。
【００５９】
また更には、本実施の形態では接続ブロックのインク供給管部が断面が円の円柱の場合について述べてあるが、断面が矩形状であっても構わなく、その場合、インク通路接続部の内容積がインク供給管部に内接する略球状の体積と同一若しくはそれ以下となるように設定すれば同様の効果が得られるものである。
【００６０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のインクジェットプリンタにおいては、インクジェットヘッドに供給されるインクから異物を除去するためにインク供給路に配置されているフィルタに気泡が捕捉されても、そのような気泡が浮力によって自動的にフィルタ上面から離脱して、フィルタが配置されているインク供給路以外の部分に排出される。
【００６１】
よって、フィルタに気泡が捕捉され、そこに滞留することに起因したインク供給量の不安定化、それに伴う印字不良、あるいは印字不能といった弊害を回避できる。従って、印字信頼性の高いインクジェットプリンタを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したインクジェットプリンタの概略構成図である。
【図２】図１のインク供給機構を示す構成図である。
【図３】図２のインク供給機構の断面図である。
【図４】図２のインク供給機構におけるフィルタ配置部分のインク通路を示す部分説明図である。
【図５】図４においてフィルタ上面から気泡が離脱して浮上する状態を示す説明図である。
【図６】本発明の第２の実施形態における接続ブロック部分のインク通路を示す部分説明図である。
【図７】本発明の第３の実施形態における接続ブロック部分のインク通路を示す部分説明図である。
【図８】本発明の第４の実施形態における接続ブロック部分のインク通路を示す部分説明図である。
【符号の説明】
１    インクジェットプリンタ
２    インクジェットヘッド
８    インク圧力減衰器
９    インクカートリッジ装着部
１０  インクカートリッジ
１１  インクチューブ
２０  インク供給機構
２１  接続ブロック
２２  接続部
２３  インク供給管部
２４  フィルタ
２０１  インク室
２０２  インク取り込み口
２２１  下端部
２２２  インク通路接続部
２２３     上端部
３０、３０Ａ  気泡
４０  インク
【図１】
0004529267.tif 000002
【図２】
0004529267.tif 000003
【図３】
0004529267.tif 000004
【図４】
0004529267.tif 000005
【図５】
0004529267.tif 000006
【図６】
0004529267.tif 000007
【図７】
0004529267.tif 000008
【図８】
0004529267.tif 000009