(57)【要約】【課題】簡易的な構造によっても、十分で確実な圧力変動抑制効果を得ることを可能にする。【解決手段】本発明に係るインクジェット記録装置は、インクを貯蔵するカートリッジ１０と、カートリッジ１０から供給チューブ３６、インク供給管９２等の記録液供給流路を通して供給されたインクを一時的に貯蔵するバッファタンク９１と、バッファタンク９１から供給されたインクをノズルから吐出する記録ヘッド３４と、記録ヘッド３４を搭載して往復運動するキャリッジ３３と、を備え、記録液供給流路途中に、キャリッジ３３の往復時に発生する慣性力によって往復運動の移動方向と平行な２方向に動くゴム部材９４と、その動きを抑制する抑制部材９６と、を有する。ゴム部材９４は、キャリッジ３３の往復運動時に、抑制部材９６に接するまで動いて、インクが移動することを妨げる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録液を貯蔵するメインタンクと、前記メインタンクから記録液供給流路を通して供給された前記記録液を一時的に貯蔵するバッファタンクと、前記バッファタンクから供給された前記記録液をノズルから吐出する記録ヘッドと、前記記録ヘッドを搭載して往復運動するキャリッジと、を備え、
前記記録液供給流路途中に、
前記キャリッジの往復時に発生する慣性力によって前記往復運動の移動方向と平行な２方向に動く弁と、
前記弁を挟んで前記メインタンク側と前記バッファタンク側に各々配設され、前記弁の動きを抑制する抑制部材と、を有し、
前記弁は、前記キャリッジの往復運動時に、前記抑制部材に接するまで動いて、前記記録液供給流路を記録液が移動することを妨げることを特徴とする、インクジェット記録装置。
【請求項２】
前記バッファタンクは、気泡溜めを有することを特徴とする、請求項１記載のインクジェット記録装置。
【請求項３】
前記バッファタンクは、可撓性膜を有することを特徴とする、請求項１又は２記載のインクジェット記録装置。
【請求項４】
前記バッファタンクと前記記録ヘッドとの間に、多孔質体を有することを特徴とする、請求項１から３のいずれか１項記載のインクジェット記録装置。
【請求項５】
記録液を貯蔵するメインタンクと、前記メインタンクから記録液供給流路を通して供給された前記記録液を一時的に貯蔵するバッファタンクと、前記バッファタンクから供給された前記記録液をノズルから吐出する記録ヘッドと、前記記録ヘッドを搭載して往復するキャリッジと、を備えるインクジェット記録装置の、前記記録液供給流路途中に設置する圧力変動抑制装置であって、
前記キャリッジの往復時に発生する慣性力によって前記往復運動の移動方向と平行な２方向に動く弁と、
前記弁を挟んで前記メインタンク側と前記バッファタンク側に各々配設され、前記弁の動きを抑制する部材と、を有し、
前記弁は、前記キャリッジの往復運動時に、前記抑制部材に接するまで動いて、前記記録液供給流路を記録液が移動することを妨げることを特徴とする、圧力変動抑制装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット記録装置及び圧力変動抑制装置に関し、特に、インクジェット記録装置に記録液体を供給するためのインク供給系に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクが供給される記録ヘッドを用いて画像を記録する記録装置の、インクの供給系に関する技術分野においては、例えば、特許文献１に開示される技術が本願の出願前に存在する。特許文献１が開示する発明は、記録ヘッド内の負圧の変動を小さく抑えるために、インクの供給圧を積極的に制御する。しかしながら、特許文献１が課題とする負圧の変動は、記録ヘッドにおける単位時間当たりのインク消費量が急増又は急減によるものである。
【０００３】
一方、記録ヘッドを搭載したキャリッジの往復移動により発生する圧力変動を抑制する手段に関して開示しているものには、例えば、特許文献２，３に記載の技術がある。特許文献２は、電磁弁の開閉もしくは切り換えの時に生じるインク流路の容積変動の影響でノズル部からインクが漏れたり、ノズル内部にエアが混入したりする現象を解消する技術について記載がある。また、特許文献３では、キャリッジの内部に、インクの逃げ部（インク圧力変動抑制装置）を設け、圧力変動を緩和している。
【特許文献１】特開２００５−３４２９６０号公報
【特許文献２】特開２００６−１５９５００号公報
【特許文献３】特開２００１−０６３０８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献２においては、電磁弁のダイアフラムと弁開閉室の容積を変化させることで、ダンパ機能を持たせて、圧力変動を抑制している。しかしながら、効果が十分とは言えず、構成も複雑である。
【０００５】
そこで本発明は上記問題を鑑み、簡易的な構造により、十分で確実な圧力変動抑制効果を得ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために本発明は、以下の構成を特徴とする。
【０００７】
本発明に係るインクジェット記録装置は、記録液を貯蔵するメインタンクと、前記メインタンクから記録液供給流路を通して供給された前記記録液を一時的に貯蔵するバッファタンクと、前記バッファタンクから供給された前記記録液をノズルから吐出する記録ヘッドと、前記記録ヘッドを搭載して往復運動するキャリッジと、を備え、前記記録液供給流路途中に、前記キャリッジの往復時に発生する慣性力によって前記往復運動の移動方向と平行な２方向に動く弁と、前記弁を挟んで前記メインタンク側と前記バッファタンク側に各々配設され、前記弁の動きを抑制する抑制部材と、を有し、前記弁は、前記キャリッジの往復運動時に、前記抑制部材に接するまで動いて、前記記録液供給流路を記録液が移動することを妨げることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係る圧力変動抑制装置は、記録液を貯蔵するメインタンクと、前記メインタンクから記録液供給流路を通して供給された前記記録液を一時的に貯蔵するバッファタンクと、前記バッファタンクから供給された前記記録液をノズルから吐出する記録ヘッドと、前記記録ヘッドを搭載して往復するキャリッジと、を備えるインクジェット記録装置の、前記記録液供給流路途中に設置する圧力変動抑制装置であって、前記キャリッジの往復時に発生する慣性力によって前記往復運動の移動方向と平行な２方向に動く弁と、前記弁を挟んで前記メインタンク側と前記バッファタンク側に各々配設され、前記弁の動きを抑制する部材と、を有し、前記弁は、前記キャリッジの往復運動時に、前記抑制部材に接するまで動いて、前記記録液供給流路を記録液が移動することを妨げることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、簡易的な構造によっても、十分で確実な圧力変動抑制効果を得ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明による実施の形態について図面を参照して説明する。
（第１の実施形態）
図１は、本実施形態に係るインクジェット記録装置（以下、「画像形成装置」と呼ぶ）を前方側から見た斜視説明図である。この画像形成装置は、装置本体１と、装置本体１に装着された用紙を装填するための給紙トレイ２と、装置本体１に着脱自在に装着されて画像が記録（形成）された用紙をストックするための排紙トレイ３とを備えている。さらに、装置本体１の前面の一端部側（給排紙トレイ部の側方）には、前面から装置本体１の前方側に突き出し、上面よりも低くなったカートリッジを装填するためのカートリッジ装填部４を有し、このカートリッジ装填部４の上面は操作ボタンや表示器などを設ける操作／表示部５としている。
【００１１】
このカートリッジ装填部４には、色の異なる記録液（以下、インクともいう。）、例えば黒（Ｋ）インク、シアン（Ｃ）インク、マゼンタ（Ｍ）インク、イエロー（Ｙ）インクをそれぞれ収容した複数のカートリッジであるインクカートリッジ１０ｋ、１０ｃ、１０ｍ、１０ｙ（色を区別しないときは「インクカートリッジ１０」という。）を、装置本体１の前面側から後方側に向かって挿入して装填可能とし、このカートリッジ装填部４の前面側には、インクカートリッジ１０を着脱するときに開く前カバー（カートリッジカバー）６を開閉可能に設けている。
【００１２】
次に、この画像形成装置の機構部について図２及び図３を参照して説明する。なお、図２は同機構部の全体構成を説明する概略構成図、図３は同機構部の要部平面説明図である。フレーム２０を構成する左右のメイン側板２１Ａ、２１Ｂに横架した主ガイドロッド３１と従ガイドロッド３２とでキャリッジ３３を主走査方向に摺動自在に保持し、図示しない主走査モータによってタイミングベルトを介して図３で矢示方向（キャリッジ主走査方向）に移動走査する。
【００１３】
このキャリッジ３３には、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の各色の液滴を吐出する複数のノズル列を有する液体吐出ヘッドからなる記録ヘッド３４を複数のノズル（吐出口）を主走査方向と交叉する方向に配列し、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。この記録ヘッド３４は、図３に示すように、ノズル面３４ａに、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の各液滴を吐出する複数のノズル３４ｎを並べたノズル列ＮＹ、ＮＣ、ＮＭ、ＮＫを備えている。
【００１４】
微小なインク滴を吐出し、紙などの被記録媒体に付着させて文字を含む画像情報を形成する画像形成装置の記録ヘッド３４は、複数のインク個別液室と、該個別液室に連通してインク滴を吐出するためのノズルと、各個別液室に対応して設けた電気機械変換素子や電気熱変換体などの圧力発生素子とを備えており、記録信号に応じて該個別液室内部の圧力を変化させてノズルからインク滴を吐出することにより、高速、高密度、高品質の記録を行うものである。
【００１５】
一般的に利用されている記録ヘッド３４のインク吐出方法には、インク滴を吐出するために用いられる圧力発生素子として、例えばヒーター等の電気熱変換素子を用いる方法と、例えばピエゾ素子等の圧電素子を用いる方法があり、いずれの方法も電気信号によってインク滴の吐出を制御することができる。電気熱変換素子を用いるインク吐出方法の原理は、電気熱変換素子に電圧を印加することにより、電気熱変換素子近傍のインクを瞬時に沸騰させて、沸騰時のインクの相変化により生じる急激な発泡圧によってインク滴を高速に吐出させる。一方、圧電素子を用いるインク吐出方法の原理は、圧電素子に電圧を印加することにより、圧電素子が変位してこの変位時に発生する圧力によってインク滴を吐出させる。
【００１６】
画像形成装置においては、キャリッジ上には小容量のインク収容部を搭載し、大容量のメインカートリッジ（メインタンク）を装置本体側に設置し、このメインカートリッジからインク収容部にインクを補充供給するような構成とした装置や、キャリッジ上にメインカートリッジの機能も果たすインク収容部が、単独で搭載されている装置が知られている。前記インク収容部の役割として知られているものは、例えば、液体噴射ヘッドへのインク供給手段、気泡排出手段、キャリッジ移動に伴う圧力変動の抑制手段、ノズル面のメニスカス形成のための負圧発生手段である。
【００１７】
次に、前記のようなインク収容部の役割の中でも、キャリッジ移動に伴う圧力変動の抑制手段について説明する。
【００１８】
インクを用いた画像形成装置には、図３に示すように、メインタンク１０（１０ｋ、１０ｃ、１０ｍ、１０ｙ）に貯蔵したインクをキャリッジ３３に搭載したヘッドタンク３５に可撓性を有するインク供給チューブ３６を介して供給し、ヘッドタンク３５のインクを記録ヘッド３４から液滴として噴射して印字するものが多く使用されている。このようにメインタンク１０のインクをインク供給チューブ３６を介してヘッドタンク３５に供給するインク供給機構では、キャリッジ３３の往復移動に伴いインク供給チューブ３６内部のインクによるものと、ヘッドタンク３５内部のインクによる圧力変動が発生し、記録ヘッド３４から噴射する液滴の噴射特性に悪影響を及ぼす。
【００１９】
キャリッジ３３がキャリッジガイドロッド３２に沿って、図３のキャリッジ主走査方向に移動するとき、キャリッジ３３の移動に伴いインク供給チューブ３６も移動する。このインク供給チューブ３６が移動するときに、インク供給チューブ３６内部のインクに慣性力が働く。この慣性力は、キャリッジの加減速時に発生し、供給チューブ３６内部のインクが振動し圧力変動となる。また、チューブの自体の慣性（しなり）によっても圧力変動が発生する（インク供給チューブ３６内のインク起因による圧力変動）。
【００２０】
一方、キャリッジの加減速時には、ヘッドタンク３５の中に元々あるインクにも、慣性力が作用し圧力変動が発生する（ヘッドタンク３５内のインク起因による圧力変動）。これらの圧力変動量が大きくなると記録ヘッド３４のノズルに生じているインクのメニスカスが破壊されてノズルからの気泡の巻き込みや、意図しない噴射が発生する。また、そこに至らないまでも印字時に噴射する液滴の量や速度に影響を与えることになる。
【００２１】
このような問題に対して、本実施形態は、以下に説明するような簡易的な構造により、十分で確実な圧力変動抑制効果を得ることによって解決している。
【００２２】
図４は、本実施形態に係る圧力変動抑制装置（圧力変動抑制手段）の構成を示す概略構成図である（なお、本実施形態の全体図は、図３である。）。従来は、弁体９３は取り付けられておらず、カートリッジ１０からバッファタンク９１までがジョイント部９０とインク供給管９２を介して直接繋がっていたため、図示しないキャリッジの移動により、図５のようにキャリッジ加減速時に、圧力変化が発生していた。そのため、カートリッジ１０や供給チューブ３６内のインクがバッファタンク９１や記録ヘッド３４内に流れ込んだり、逆にバッファタンク９１内のインクが引き抜かれたりするので、図示しない記録ヘッド３４内のノズルに形成されたメニスカスが不安定になり吐出に影響することがあった。
【００２３】
そこで、本実施形態では、開閉可能な弁体９３をバッファタンク９１の入り口であるインク供給管９２の手前に設けることで、キャリッジ移動時のインクの流れを抑制することができる。弁体９３の拡大図が図６（Ａ）である。弁体９３は例えば、バネ性を持った弾性体のゴム部材９４と固定部材９５と抑制部９６から成り立っている。
【００２４】
ゴム部材９４は、慣性力によって、動くことを特徴としており、ある量、移動すると、抑制部材９６により動きを抑制され、記録液の流れを遮断する。換言すると、ゴム部材９４は、キャリッジの往復運動によって生じる慣性力により、抑制部材９６に接するまで動くことによって、インク供給管９２の弁として機能し、記録液の流れを遮断ないし妨げる働きをする。
【００２５】
これにより、キャリッジ往路の加速時に発生するカートリッジ１０や供給チューブ３６からバッファタンク９１内への記録液の流れによりバッファタンク９１内が加圧される場合は、図６（Ｂ）のように抑制できる。同様に、キャリッジ往路の減速時に発生する、バッファタンク９１内から供給チューブ３６側への記録液の流れも、図６（Ｃ）のように抑制できるので、圧力変動を抑えることができる。弁体９３や抑制部材９６は移動方向と平行に取り付けることで、慣性力の影響を受ける。
【００２６】
上記本実施形態によれば、弁体９３の開閉により、簡単な構成でキャリッジの往復移動による圧力変動を抑制出来る。また、本実施形態に係る圧力変動抑制手段を備えるインクジェット記録装置を用いれば、印字中の圧力変動を抑制できるので、画像品質の更なる向上を狙える。
【００２７】
（第２の実施形態）
図７は、本発明による第２の実施形態に係るバッファタンク９１の構成を示す図である。本実施形態のバッファタンク９１は、インクバッファ９８の上部に空気溜まり９７があることを特徴としている。この空気溜まり９７は、インクの初期充填時に、意図的に形成されたものである。一方、キャリッジ移動時は、このインクバッファ９８自身が質量をもつため、圧力を発生する原因となる。そこで、圧縮性の性質を持つ空気溜まり９７によって効果的に圧力を抑制することが可能である。
【００２８】
本実施形態に係るバッファタンクを用いれば、圧縮性の空気の効果により、バッファタンク内で発生した圧力変動の抑制効果を更に向上することが出来る。
【００２９】
（第３の実施形態）
図８は、本発明による第３の実施形態に係るバッファタンク９１の構成を示す図である。バッファタンク９１は、図８のように、キャリッジの往復運動の方向と垂直な面に可撓性膜９９を、例えば熱溶着等により取り付けたことを特徴としている。インクバッファ９１で発生する圧力変動は、キャリッジの往復運動の方向と平行に発生する。そこで、図８のように、可撓性膜９９を取り付けることで、発生した圧力変動を抑制することが可能である。
【００３０】
本実施形態に係るバッファタンクを用いれば、可撓性膜の弾性により、バッファタンク内で発生した圧力変動の抑制効果を更に向上することが出来る。
【００３１】
（第４の実施形態）
図９は、本発明による第４の実施形態に係るバッファタンク９１の構成を示す図である。バッファタンク９１は、図９のように、多孔質体１００を、記録ヘッド３４との間に、例えば熱溶着等により取り付けたことを特徴としている。多孔質体１００は、例えばＳＵＳ等の部材からなるが、これに限ったものではない。流体抵抗の高い多孔質体１００を介することで、バッファタンク９１内のインクバッファ９８で発生した圧力変動を記録ヘッド３４側に伝播させない効果がある。また、記録ヘッド３４側への異物混入を防止できる。
【００３２】
本実施形態に係るバッファタンクを用いれば、流体抵抗の高い多孔質体の効果により、バッファタンク内で発生した圧力変動を記録ヘッド側に伝播することを抑制出来る。また、記録ヘッド３４側への異物混入を防止出来る。
【００３３】
上記各実施形態に係る圧力変動抑制装置を用いれば、記録ヘッド３４の噴射特性を安定的に保つ画像形成装置を実現することができる。すなわち、より安定した噴射特性を持つインクジェット記録装置を得ることができる。
【００３４】
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形実施が可能である。なお、以上、本明細書（図面を含む）において開示した各構成は、互いに組み合わせることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置を前方側から見た斜視説明図である。
【図２】本発明の実施形態に係る画像形成装置の機構部の全体構成を説明する概略構成図である。
【図３】本発明の実施形態に係る画像形成装置の機構部の要部平面説明図である。
【図４】本発明の実施形態に係る圧力変動抑制装置の構成を示す概略構成図である。
【図５】本発明の実施形態に係る圧力変動抑制装置の動作を説明するためのグラフである。
【図６】本発明の実施形態に係る圧力変動抑制装置の弁体の構成を説明するための図である。
【図７】本発明の他の実施形態に係るバッファタンクの構成を示す図である。
【図８】本発明の他の実施形態に係るバッファタンクの構成を示す図である。
【図９】本発明の他の実施形態に係るバッファタンクの構成を示す図である。
【符号の説明】
【００３６】
３３    キャリッジ
３４    記録ヘッド
３５    ヘッドタンク
３６    供給チューブ
９０    ジョイント部
９１    バッファタンク
９２    インク供給管
９３    弁体
９４    ゴム部材
９５    固定部材
９６    抑制部材
９７    空気溜まり
９８    インクバッファ
９９    可撓性膜
１００    多孔質体
【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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