JP2001171142A - インクジェットプリンタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 インクジェットヘッドに供給されるインクか
ら異物を除去するフィルタに捕捉されてそこに滞留した
気泡によってインク吐出不良等が引き起こされることの
ないインクジェットプリンタを提案すること。 【解決手段】 インクジェットプリンタ１のインクジェ
ットヘッド２には、インク供給管部２３、フィルタ２４
およびインク取り込み口２０２を介してインク４０が供
給される。インク４０に含まれている気泡がフィルタ２
４の上面に捕捉されると、その気泡３０は浮力によって
フィルタ上面２４ａから離脱して、球形の気泡３０Ａと
なり、円錐台形状のインク通路接続部２２２からインク
供給管部２３内に入り、ここを浮上する。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
以下なので、気泡３０Ａはインク供給管部２３内を通過
可能である。よって、フィルタ上面に気泡３０が滞留す
ることに起因した印字不良等の弊害を回避できる。

Description

【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１
０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１
０３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８
２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２
２４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２
４ａ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２
０２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

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【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。
2. 【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。
3. 【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２記載のインクジェットプリンタ。
4. 【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。
5. 【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。
6. 【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。
7. 【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。