(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズル開口に連通する複数のチャンバと、前記チャンバにインクを供給するインク供給手段と、前記チャンバにインクを供給するための流路の一部を構成する流路形成部材を有し、前記流路形成部材はインク流入口からインク流出口へインクを供給するインク流路を有し、前記チャンバの容積を変化させてその内部に充填されたインクを前記ノズル開口から吐出するインクジェットヘッドにおいて、
前記流路形成部材は１つの面に凹部を有する凹部材と、前記凹部の内部に位置する流路部材とからなり、
前記流路部材に設けられた側壁であって、前記凹部と前記流路部材とによって規定される前記インク流出口と対向する側壁であるとともに、前記インク流路を形成する側壁の厚み方向の幅は、前記流路形成部材の長手方向における前記インク流入口側から長手方向端部に向けて徐々に縮小し、縮小した前記側壁の厚みによって前記凹部材と前記流路部材との間に形成される隙間が形成されていることを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項２】
前記インク流入口は前記長手方向の略中央に位置し、前記側壁は前記インク流入口に対し前記長手方向の一方と他方に位置することを特徴とする請求項１に記載のインクジェットヘッド。
【請求項３】
前記隙間は、前記側壁の両方に設けられていることを特徴とする請求項２に記載のインクジェットヘッド。
【請求項４】
前記流路形成部材は、前記インク流出口の近傍にフィルタを有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のインクジェットヘッド。
【請求項５】
前記隙間の幅が０．１ｍｍ〜０．３ｍｍの間にあることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のインクジェットヘッド。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れか１項に記載のインクジェットヘッドを具備するインクジェット式記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェットヘッドにインクを充填するとき、インクジェットヘッドの内部に空気が残存することを抑制する流路構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、インクを吐出する複数のノズルを有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。かかるインクジェット式記録装置では、インクジェットヘッドのノズル面が被記録媒体に対向するようにヘッドホルダに設けられ、このヘッドホルダはキャリッジに搭載され被記録媒体の搬送方向と直交する方向に走査されるようになっている装置や、ヘッドは固定しており記録媒体が移動して印字する装置がある。
【０００３】
このようなインクジェット式記録装置は、図７に示すようにインクジェットヘッド１にインクを供給するため、インク貯留手段であるインクカートリッジ４や図示しないインクタンクなどが設置される。また図８に示すように、インク供給路３の一方には先端に小穴を穿いた針１６を有しており、この針１６をインクカートリッジ４のインク取り出し口１７に接続し、インクを供給するような構造になっている。
【０００４】
図７において、上記のような方法を用いてインクジェットヘッド１とインクカートリッジ４を接続し、インクカートリッジ４とインクジェットヘッド１の間に設けた図示しないポンプを回転することによって、インク供給路３の内部に圧力を加えてインクジェットヘッド１にインクを加圧充填する。また他の充填方法として、インクジェットヘッドのノズル面にゴムキャップを押し当て、密封状態とし、キャップに設けた小穴からインクを吸い出すことによってインクを充填する吸引充填方法がある。
【０００５】
図９に示すようにこのように構成されるインクジェットヘッドにおいて、インクはインク供給路３からヘッドに供給され、ダンパー１０を通りジョイント１１１より流路形成部材１０６に達する。図１に示すように流路形成部材１０６は少なくとも一つの面に凹部を有する凹部材１０６Ａと、凹部材１０６Ａの凹部に納まる形状を有する流路部材１０６Ｂを有し、図１の矢印に示されるように接続することによって構成される。また図１に示されるインク流出口１０９は、インクを被記録媒体等に吐出する機能を有するアクチュエータの図示しないチャンバと連通しており、インク流出口１０９を通過したインクは、図示しないチャンバに充填される。
【０００６】
また従来の技術では、流路形成部材１０６のインク流路１０７の内部の両端の領域はインクの流れに干渉されにくく、インクを充填する際に空気が残存してしまう。この問題を解決するため、インク流路１０７の内部の両端までインクが流れ込むようにインク流路１０７の内部に側壁１１５を設けインク流入口１０８からインク流出口１０９にインクが広がる形状にすることによって、両端部に空気が残りづらい構造を採用していた。
【特許文献１】特開２００５‐５９４３６公開
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図２に示すように、流路部材１０６Ｂの上述したインク流路１０７のインク流出口１０９の近傍には、供給されるインクのゴミを除去するための破線で示すフィルター１１２が設けてある。ジョイントを通過したインクは、インク流入口１０８からインク流路１０７の内部に流れ込みフィルター１１２に接触する。ここで、フィルターメッシュのメニスカスによりインクはフィルター１１２を通過せずフィルター１１２の矢印のように延面方向へ流れるが、供給されるインクの圧力でフィルターメッシュのメニスカスが破壊されるとフィルター１１２を通過し、図示しないチャンバに流れる。
【０００８】
インクを充填する際には、インク流路内の空気を押し出しながら充填する。しかしインク流路１０７の内部の空間は両端部ほど狭くなる形状になっており、中央のインク流入口１０８から充填されたインクの圧力ではインク流出口１０９の両端部まで十分にインクを供給できない。結局僅かではあるが空気１１３が残ったままの状態になる。空気１１３が残存した部分のフィルター１１２はインクを流す機能はなく、フィルター全体を使用していない状態である。そのためインクを十分供給することが出来ず、インク供給不足が発生し印字不良となることがある。さらに、流路内に空気が残っていると、チャンバに空気が流れ込み、ノズル穴を詰まらせることで印字不良を引き起こす可能性がある。
【０００９】
また、インクがインクジェットヘッド内に一度充填されると、ヘッド内はインクで濡れた状態になる。流路の内部に空気が残った場合、ヘッド内のインクを抜いて空の状態にした後に再度インクを充填するが、インクは流路内の濡れた部分を流れる習性があり空気が残ったために作られる乾いた部分には充填されにくい。また流路内に空気が残っていると、チャンバに空気が流れ込んで、ノズル穴を詰まらせたりすることがある。
本発明はこのような事情に鑑み、簡単な構造の部品で、流路形成部材のインク流路全体にインクを十分に供給し、空気が残存することを抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために本発明の第１の態様は、ノズル開口に連通する複数のチャンバと、前記チャンバにインクを供給するインク供給手段と、前記チャンバにインクを供給するための流路の一部を構成する流路形成部材を有し、前記流路形成部材はインク流入口からインク流出口へインクを供給するインク流路を有し、前記チャンバの容積を変化させてその内部に充填されたインクを前記ノズル開口から吐出するインクジェットヘッドにおいて、前記流路形成部材はインク流路の内部に流れ込んだインクがインク流路内のインク流出口の両端部まで空気残りを少なく効率よくインクを供給するために設けた隙間によって形成されるインク誘導空間を有することを特徴とすることにある。
【００１１】
かかる第１の態様では、インクをインク流路の内部に空気を残さず供給させるために、流路内に僅かに隙間を設けた。これによって、インクが隙間を通り、空気が残りやすいインク流出口の両端部へインクを供給することができる。
【００１２】
本発明の第２の態様は、第１の態様においてインク誘導空間の幅が０．１ｍｍ〜０．３ｍｍの間にあることを特徴とすることにある。
【００１３】
かかる第２の態様では、インク誘導空間の幅を上記の範囲に設けることによって、インク流出口の両端部に効率よくインクを供給することができる。
【００１４】
本発明の第３の態様は、第１又は２の態様において流路形成部材の内部に位置する側壁がインク誘導空間の両端部に向かって傾斜を持つことにより、インクがインク流出口の両端部に効率よく流入する機能を有することを特徴とすることにある。
【００１５】
かかる第３の態様では、インク誘導空間の両端部へインクを効果的に誘導し、効率よくインク流出口の両端部までインクを供給することができる。
【００１６】
本発明の第４の態様は、第１〜３の態様において、流路形成部材の内部に位置する側壁がインク誘導空間のインク流出口側に向かって傾斜を持つことにより、インクがインク流出口の両端部に効率よく流入する機能を有することを特徴とすることにある。
【００１７】
かかる第４の態様では、インク流出口へインクを効果的に誘導し、効率よくインク流出口の両端部までインクを供給することができる。
【００１８】
本発明の第５の態様は、第１〜４の態様においてインク流入口より片側のみにインク誘導空間を設けたことを特徴とすることにある。
【００１９】
かかる第５の態様では、インクジェットヘッドが垂直に設置される場合にインク流出口の両端部にインクを効果的に供給することができる。
【００２０】
本発明の第６の態様は、第１〜５の態様において流路の両端一部分のみにインク誘導空間を設けたことを特徴とすることにある。
【００２１】
かかる第６の態様では、より少ないインク量でインク流出口にインクを供給することができる。
【００２２】
本発明の第７の態様は、第１〜６の態様における何れか一つの態様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にある。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の特徴によれば、簡単な構造でインクをインク流路全体に供給し、インク流路に空気が残存することを抑制することができる。又、空気の残留が少ないため充填効率がよいので少量のインクで印字吐出が可能となる。またインクに空気が浸透せず、インクの特性が劣化することを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明を実施するための最良の形態に基づき本発明を説明する。
【００２５】
上述した流路形成部材６を取り付けたインクジェットヘッド1を搭載したシリアル型のインクジェット式記録装置について説明する。なお、図７は、インクジェット式記録装置の概略斜視図である。
【００２６】
図７に示すように、色毎に設けられた複数のインクジェットヘッド１と、このインクジェットヘッド１が主走査方向に複数並設されて搭載されたキャリッジ２と、フレキシブルチューブからなるインク供給路３を介してインクを供給するインクカートリッジ４とを具備し、キャリッジ２は、一対のガイドレール５ａ，５ｂ上に軸方向に移動自在に搭載されている。また、ガイドレール５ａ，５ｂの一端側には駆動モータ２０が設けられており、この駆動モータ２０による駆動力が、当該駆動モータ２０に連結されたプーリと、ガイドレール５ａ，５ｂの他端側に設けられたプーリとの間に掛け渡されたタイミングベルトに沿って移動されるようになっている。
【００２７】
また、キャリッジ２の搬送方向と直交する方向の両端部側には、ガイドレール５ａ，５ｂに沿ってそれぞれ一対の搬送ローラ１８、１９が設けられている。これらの搬送ローラ１８、１９は、キャリッジ２の下方に当該キャリッジ２の搬送方向とは直交する方向に被記録媒体Ｓを搬送するものである。
【００２８】
本実施形態のインクジェットヘッド１は、単色のインクを吐出するものであり、本実施形態では、黒色（Ｂ）、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の４色に対応して４つ並設されてキャリッジ２に搭載されている。
【００２９】
また、インク貯留手段であるインクカートリッジ４は、各インクジェットヘッド１に対応して色毎に４つ設けられている。このようなインクカートリッジ４は、キャリッジ２の主走査方向の移動や、被記録媒体Ｓの移動の邪魔にならない位置で、且つインクジェットヘッド１内に負圧を与えるように、インクジェットヘッド１のインク吐出面よりも所定量低い位置に設けられている。
【００３０】
なお、上述したインクジェット式記録装置には、図示しないが、インク吐出面からインクを吸引、または加圧充填するいわゆるクリーニング動作に用いられるインク充填手段が設けられている。そして、このようなインク充填手段によって、インク吐出面側からインクを所定のタイミングで吸引、または加圧充填することによりインクジェットヘッドにはインクカートリッジからインクが供給され、ヘッドチップ内にインクが入る。入ったインクはヘッドチップのポンプ作用によってノズル穴を通過して印字メディアに着弾する。このポンプ作用時の負圧によってインクが供給され続ける。なお、本実施形態では、４色のインクカートリッジ４を搭載したインクジェット式記録装置を例示して説明したが、これに限定されず、５〜８色のインクカートリッジを搭載したインクジェット式記録装置であってもよい。
【００３１】
図１０は流路部材を示す。図１０に示すように図示しないジョイントから注入されたインクは、ジョイントに連通するインク流入口８からインク流路７に流入し、インク流出口９へ流れる。それと同時にインクはインク誘導空間１４に入り込み破線矢印のようインク流出口９の両端部に到達する。これにより空気の残存１３は従来と比較すると大幅に減少することができる。
【００３２】
図１１は、本実施形態に係わる流路の第１及び第２の態様の流路の斜視図を示す。図１１に示す流路部材６Ｂは、凹部材６Ａへ接着または溶着で固定する。流路部材６Ｂは、凹部材６Ａの中に固定することにより流路形成部材６を構成する。また、流路部材６Ｂが凹部材６Ａに挿入されると隙間２１で作られた段差がインク誘導空間１４を形成する構造となっている。
【００３３】
かかる特徴によれば、インクをインク流路７内に空気を残さず供給させるためには、空気の残りやすいインク流出口９の両端部にインクを供給することが必要である。そのため流路内に僅かに隙間２１を設けることにより、インクがインク誘導空間１４を通り、空気が残りやすいインク流出口の両端部へインクを供給することができる。
【００３４】
また、隙間２１はインクをインク誘導空間１４に十分供給させるために、インクが持つ表面張力による毛細管現象を利用することにある。この毛細管現象を利用するために誘導空間を形成する隙間２１の範囲は０．１ｍｍ〜０．３ｍｍの範囲で設定することが望ましい。
【実施例１】
【００３５】
図３は本発明の実施例１に係わる流路部材６Ｂの斜視図を示す。図３の符号は図１１で使用した符号と同じである。
【００３６】
図３に示すように、インクが流入する際に傾斜を持った側壁１５によりインクがインク流出口９の両端部に向かって流れる機能を有するインク誘導空間１４を形成する。こうして両端部に向かって隙間の幅を広くするよう斜面を設けることにより両端部にインク溜まりができ、確実に両端部までインクを供給することができる。
【実施例２】
【００３７】
図４は本発明の実施例２に係わる流路部材６Ｂの斜視図を示す。図４の符号は図１１で使用した符号と同じである。
【００３８】
図４に示すように、インクが流入する際に傾斜を持った側壁１５によりインクがインク流出口９に向かって流れる機能を有するインク誘導空間１４形成する。こうしてインク流出口９側に斜面を設けることによりインクがより早く流路側に流れ落ち、両端部を埋めることができる。
【００３９】
また本例の側壁は、実施例１と組み合わせた形状としても良い。すなわち、側壁１５のインク流入口８近傍が高く、インク流出口９の両端部とインク流出口９へ傾斜をつける形状としても良い。
【実施例３】
【００４０】
図５は本発明の実施例３に係わる流路部材６Ｂの斜視図を示す。図５の符号は図１１で使用した符号と同じである。
【００４１】
図５に示すように、インクジェットヘッドが垂直に設置されるキャリッジに対しては、インク流入口８から両側に隙間２１がある必要がなく、インク誘導空間１４は片側のみで十分効果が得られる。そのため、インク流入口８より片側のみにインク誘導空間１４を設けた形状としても良い。
【実施例４】
【００４２】
図６は本発明の実施例４に係わる流路部材６Ｂの斜視図を示す。図６の符号は図１１で使用した符号と同じである。
【００４３】
図６に示すように、インク誘導空間１４はインク流出口９の両端部付近の一部分のみに設けることで、より少ないインク量でインクを供給することができる。
【００４４】
また図示しないが、本発明におけるインク誘導空間を形成するための流路部材６Ｂの側壁は平面である必要は無く、例えば曲面でも構わない。本発明は、インクを流路形成部材のインク流出口の両端部に行き渡らせる効果を持つ限り、いかなる形状も含んでいる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の従来例に係わる流路形成部材の斜視図である。
【図２】本発明の従来例に係わる流路形成部材の平面図である。
【図３】本発明の実施例１に係わる流路部材の斜視図である。
【図４】本発明の実施例２に係わる流路部材の斜視図である。
【図５】本発明の実施例３に係わる流路部材の斜視図である。
【図６】本発明の実施例４に係わる流路部材の斜視図である。
【図７】本発明のインクジェット式記録装置の概略図である。
【図８】インクジェット式記録装置の概略斜視図である。
【図９】インクジェットヘッドの斜視図である。
【図１０】本発明の実施形態に係わる流路部材の平面図である。
【図１１】本発明の実施形態に係わる流路形成部材の斜視図である。
【符号の説明】
【００４６】
１      インクジェットヘッド
２      キャリッジ
３      インク供給路
４      インクカートリッジ
５      ガイドレール
６      流路形成部材
７      インク流路
８      インク流入口
９      インク流出口
１０    ダンパー
１１    ジョイント
１２    フィルター
１３    空気
１４    インク誘導空間
１５    側壁
１６    針
１７    インク取り出し口
１０６  流路形成部材
１０７  インク流路
１０８  インク流入口
１０９  インク流出口
１１１  ジョイント
１１２  フィルター
１１３  空気
１１５  側壁
【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】
0005078551.tif 000007
【図７】
0005078551.tif 000008
【図８】
0005078551.tif 000009
【図９】
0005078551.tif 000010
【図１０】
0005078551.tif 000011
【図１１】
0005078551.tif 000012