JP2002172801A

JP2002172801A - インクジェットプリンタ

Info

Publication number: JP2002172801A
Application number: JP2000372332A
Authority: JP
Inventors: Hikari Kaga; 光加賀; Seiji Shimizu; 誠至清水; Takeshi Suzuki; 鈴木　　剛; Masaki Nishida; 勝紀西田; Kosei Usui; 孝正臼井
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 2000-12-07
Filing date: 2000-12-07
Publication date: 2002-06-18

Abstract

(57)【要約】【課題】気泡貯溜室に貯溜された気泡を恒久的に留め
ることなく、効率的に排出することができるインクジェ
ットプリンタを提供すること。【解決手段】インク流路内で発生する気泡は、第１フ
ィルタ１３ａによりインクタンク側の第１室１１ａと印
字ヘッド側の第２室１１ｂとに下方部分を画設されたエ
アトラップ１１に貯溜される。第１フィルタ１３ａによ
り画設された第１室１１ａの上部の内壁は、上方へ向か
って内容積が狭まるテーパー状をなすと共に、その頂部
をほぼその高さの位置で第２室１１ｂに接続される。そ
のエアトラップ１１の上部に貯溜された気泡は印字ヘッ
ドの吐出状態を回復させるパージ処理により第１フィル
タ１３ａを越えて第１フィルタ１３ａの上部を通って流
動されるインクと共にインク吐出口から排出される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェットプ
リンタに関し、特に、気泡貯溜室に貯溜された気泡を恒
久的に留めることなく、効率的に排出することができる
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】従来、印字ヘッドからインクを噴射して
印字動作を行うインクジェットプリンタにおいて、噴射
するインクを貯蔵するインクタンクから、インク供給管
（チューブ）を通して、印字ヘッドにインクを供給する
チューブ供給形式を採用したインクジェットプリンタが
ある。

【０００３】このチューブ供給形式によれば、インクタ
ンクを印字ヘッドとともにキャリッジに搭載する必要が
ないので、キャリッジを小型化、軽量化される。小型
化、軽量化された印字ヘッドでは、動作するために必要
なトルクが小さくなるので、キャリッジを動作させるモ
ータを小型化して、装置本体を小型化することや、キャ
リッジを高速で動作させて高速印字を行うことができ
る。また、印字ヘッドと別体で配設されるインクタンク
を大容量化することができ、インクタンクの交換時期
（インクの供給期間）を長くすることができる。

【０００４】しかし、チューブ供給形式では、空気に接
する接触面積が大きいチューブの壁面から多くの空気が
侵入して気泡を形成しやすく、かかる気泡が印字ヘッド
に備えられたインク吐出口を塞ぎ、インクの吐出状態を
不安定にしたり吐出を不能にするなどして印字品質を低
下させてしまう要因となっていた。そこで、本願出願人
は、先に図７に示すエアトラップを備えた印字ヘッドユ
ニットを提案した。

【０００５】ここで、図７を参照してエアトラップ１９
の構成を説明する。矢印はエアトラップ１９内の気泡の
流れを模式的に表したものである。尚、エアトラップ１
９は図示しないキャリッジに搭載されると共に印字ヘッ
ドに連結されている。

【０００６】エアトラップ１９はインクタンクから供給
されるインクをエアトラップ１９内に導くインク流入口
２０とエアトラップ１９内の下方部分をインクタンク側
の第１室１９ａと印字ヘッド側の第２室１９ｂに画設す
るフィルタ２１と印字ヘッドへインクを導くインク流出
口２２とを備え、その形状は直方体で構成されている。

【０００７】インクタンクから供給されるインクはイン
ク流入口２０から、エアトラップ１９の第１室１９ａに
導かれる。第１室１９ａに導かれたインクはフィルタ２
１によりその流れを堰止められ、フィルタ２１の上方の
設けられた第１室１９ａと第２室１９ｂとの連通部分に
より第２室１９ｂへと導かれ、インク流出口２２から印
字ヘッドへと導かれる。第１室１９ａに導かれるインク
はインクタンクからチューブを介して搬送されるが、チ
ューブ壁面からは空気が侵入するのでそのインク内には
チューブから侵入した空気が気泡となって存在してい
る。第１室１９ａに導かれたインク内に存在する気泡
は、その浮力によりエアトラップ１９内の上部に貯溜さ
れる。貯溜された気泡は、通常の印字時にインクを印字
ヘッドに供給するための吸引力では吸引されない。つま
り、印字時には、インク流路から気泡をトラップするこ
とができるので、気泡が印字時のインクの流れに与える
悪影響を取り除いて、印字ヘッドから吐出されるインク
状態を正常に保つことができ、印字品質を良好に保つこ
とができるのである。

【０００８】尚、エアトラップ１９内に貯溜される気泡
量が多くなるとエアトラップ１９は印字ヘッドへインク
を供給する事ができなくなるのでパージ処理が実行され
る。このパージ処理による吸引力によって、エアトラッ
プ１９内の上部に貯溜された気泡の大部分はフィルタ２
１の上部の連通部分から排出される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たエアトラップ１９は直方体であるため上面と側面との
連結部分は直角に交わり、特に、上部の４つの角１９ｂ
〜１９ｅ付近においては内壁面と気泡との接触面積が他
の内壁面と気泡との接触面積に比べ大きくなる。従っ
て、かかるエアトラップ１９の内壁面が抵抗となりパー
ジ処理時の吸引力では気泡を完全には排除できず、パー
ジ処理後においても依然として気泡が貯溜されていると
いう問題点があった。

【００１０】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、気泡貯溜室に貯溜された気泡を
恒久的に留めることなく、効率的に排出することができ
るインクジェットプリンタを提供することを目的として
いる。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に請求項１記載のインクジェットプリンタは、１又は複
数個のインク吐出口からインクを吐出して印字媒体に対
して印字を行う印字ヘッドを搭載したキャリッジを備
え、前記印字ヘッドに供給されるインクを貯えるインク
タンクと、そのインクタンクから前記印字ヘッドにイン
クを供給するインク流路とを備えており、前記キャリッ
ジに搭載され、前記インク流路内で発生する気泡を貯溜
する気泡貯溜室と、その気泡貯溜室内の下方部分を前記
インクタンク側の第１室と前記印字ヘッドの第２室とに
画設すると共に、その第１室と第２室とがそれぞれの上
部において相互に連通するように、前記気泡貯溜室の上
部を残して前記気泡貯溜室内に配置された画設部材と、
前記印字ヘッドの吐出状態を回復させる回復処理時に、
前記画設部材を越えて前記気泡貯溜室の上部を通ってそ
の上部に貯溜している気泡と共にインクを流動させる回
復手段とを備え、前記第１室の上部内壁は、上方へ向か
って内容積が狭まるテーパー状をなすと共に、その頂部
をほぼその高さの位置で前記第２室に接続したものであ
る。

【００１２】この請求項１記載のインクジェットプリン
タによれば、インクタンクに貯えられたインクは、イン
ク流路を介して、１又は複数個のインク吐出口からイン
クを吐出して印字媒体に対して印字を行うキャリッジに
搭載された印字ヘッドへ供給される。一方、インク流路
内で発生する気泡は、画設部材によりインクタンク側の
第１室と印字ヘッド側の第２室とに下方部分を画設され
た気泡泡貯溜室に貯溜される。この画設部材により画設
された第１室の上部の内壁は、上方へ向かって内容積が
狭まるテーパー状をなすと共に、その頂部をほぼその高
さの位置で前記第２室に接続される。その気泡貯溜室の
上部に貯溜された気泡は印字ヘッドの吐出状態を回復さ
せる回復処理時に、回復手段により画設部材を越えて気
泡貯溜室の上部を通って流動されるインクと共にインク
吐出口から吸引される。

【００１３】請求項２記載のインクジェットプリンタ
は、請求項１記載のインクジェットプリンタにおいて、
前記画設部材は、印字時にインクを通過させる。

【００１４】請求項３記載のインクジェットプリンタ
は、請求項１又は２に記載のインクジェットプリンタに
おいて、前記気泡貯溜室は、前記第２室の容量が前記第
１室の容量より小となるように前記第１フィルタにより
画設されている。

【００１５】請求項４記載のインクジェットプリンタ
は、請求項１から３のいずれかに記載のインクジェット
プリンタにおいて、前記気泡貯溜室の、前記第２室の内
面は前記第１室の内面より濡れ性が良い素材で構成され
ている。

【００１６】請求項５記載のインクジェットプリンタ
は、請求項１から４のいずれかに記載のインクジェット
プリンタにおいて、前記インクタンクは、前記第１室の
下部に連通し、前記印字ヘッドは、前記第２室の下部に
連通している。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施例に
ついて、添付図面を参照して説明する。図１は、本発明
の一実施例であるインクジェットプリンタ１の展開側面
図である。図１に示すように、このインクジェットプリ
ンタ１は、略箱状体に難燃性のプラスチックで形成され
たプリンタ本体２と、その上部に着脱可能に装着された
印字ヘッドユニット３と、インクタンク４ａ〜４ｄと、
印字ヘッドユニット３とインクタンク４ａ〜４ｄとを連
通させるチューブ５ａ〜５ｄと、パージ装置６と、ガイ
ドロッド７とを備えている。

【００１８】印字ヘッドユニット３は、インクを吐出し
て印字用紙ＰＰに対し印字を行う複数個の印字ヘッド１
５（図３参照）を搭載するものである。この印字ヘッド
ユニット３は、プリンタ本体２の下部に設けられたイン
クを貯溜するインクタンク４ａ〜４ｄとチューブ５ａ〜
５ｄを介して連通されており、かかるインクタンク４ａ
〜４ｄからチューブ５ａ〜５ｄを介してインクの供給を
受けている。この印字ヘッドユニット３はキャリッジ３
ａに搭載されており、かかるキャリッジ３ａは公知のよ
うにベルトに装着されている。該ベルトはモータに取着
されたローラに巻回されている。このため、モータが回
転するとベルトが駆動され、駆動された距離分、キャリ
ッジ３ａ（印字ヘッドユニット３）を移動させることが
できるようになっている。この印字ヘッドユニット３の
詳細については図２及び図３において後述する。

【００１９】ガイドロッド７は、キャリッジ３ａにスラ
イド可能に挿嵌され、キャリッジ３ａを印字用紙ＰＰの
搬送方向と直交する方向（Ａ）に移動可能に支持してい
る。これにより、キャリッジ３ａに搭載された印字ヘッ
ドユニット３は、ガイドロッド７に平行方向、即ち、プ
リンタ本体２の長手方向（Ａ）へ往復移動することがで
きる。

【００２０】インクタンク４は、印字ヘッドユニット３
に供給するインクを貯溜しておくためのものであり、印
字ヘッドユニット３の下方に配設されている。このイン
クタンク４と印字ヘッドユニット３との位置関係は、重
力方向（Ｂ）に対して下であるようになっている。イン
クタンク４は、キャリッジ３ａの移動方向に、ブラッ
ク、イエロー、シアン、マゼンタのインクが密封されて
いる４つのインクタンク４ａ〜４ｄで構成されており、
各インクタンク４ａ〜４ｄには、ブラック、イエロー、
シアン、マゼンタの各インクを印字ヘッドユニット３に
供給するためのチューブ５ａ〜５ｄの一端がそれぞれ取
り付けられている。各チューブ５ａ〜５ｄの他端は、上
記した印字ヘッドユニット３に連通しており、各インク
タンク４ａ〜４ｄ内に充填されているインクは、印字ヘ
ッドユニット３にそれぞれ供給され、更に、各色のイン
クに対応した各印字ヘッド１５から吐出される。これら
の各色のインクが、印字ヘッド１５から吐出されること
により、印字用紙ＰＰにフルカラー印刷が可能となるの
である。

【００２１】プリンタ本体２の左端部分には、パージ処
理を行うパージ装置６が配設されている。パージ処理
は、印字ヘッド１５からのインクの吐出状態を回復させ
るための処理であり、このパージ処理を実行するパージ
装置６には、印字ヘッド１５の複数のインク吐出口を密
閉することができる吸引キャップ６ａと、該インク吐出
口の表面を拭うワイパ６ｂと、吸引キャップ６ａから排
出チューブ６ｃを介してインクを吸引する吸引ポンプ
（図示せず）とが備えられている（図３参照）。尚、パ
ージ装置６は、インクタンク４側からインクに正圧を与
えることにより、印字ヘッド１５からインクを排出する
構成のものでも良い。

【００２２】このパージ装置６によってパージ処理を行
う場合には、モータを駆動させて印字ヘッド１５の搭載
された印字ヘッドユニット３をインクジェットプリンタ
１の左側へ移動させて、印字ヘッド１５におけるインク
吐出口を吸引キャップ６ａにより密閉する。その後、吸
引ポンプを作動させると、インク吐出口から気泡や乾燥
して固化したインクが吸引されて排出チューブ６ｃから
排出される。続いて、印字ヘッド１５の表面をワイパ６
ｂで拭うことにより、印字ヘッド１５のインク吐出口の
吐出状態を回復することができる。尚、プリンタ本体２
の内部には、インクジェットプリンタ１の動作内容に関
する制御プログラムに従って、インクジェットプリンタ
１を制御するＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等が搭載された制
御回路基板（図示せず）が配設されており、上述したパ
ージ装置６におけるパージ処理も、この制御回路基板に
より制御されている。

【００２３】次に、印字ヘッドユニット３について図２
及び図３を参照して詳細に説明する。図２は、印字ヘッ
ドユニット３の断面図であり、図１の紙面奥側から見た
図である。図２に示すように、キャリッジ３ａには、エ
アトラップユニット１１とジョイント部材１２とを収納
した筐体３ｂが連設されている。この筐体３ｂ内部に収
納されているエアトラップユニット１１は、インク流路
内で発生した気泡を貯溜するためのものであり、インク
タンク４から供給されたインクは、エアトラップユニッ
ト１１を経由して各印字ヘッド１５に供給されるように
なっている。このエアトラップユニット１１は、４つの
インクタンク４ａ〜４ｄに対応する４つのインク流路内
で発生する気泡を貯溜できるように、４つのインク流路
に対応する４つのエアトラップ３０〜３３が設けられて
いる。また、この４つの室３０〜３３の天井面内壁の形
状は上方に凸設したかまぼこ形状で構成され、各インク
流路内で発生する気泡はかまぼこ形の有する曲線に沿っ
てその頂部に集合するようになっている。

【００２４】このエアトラップユニット１１の下方は、
各エアトラップ３０〜３３とインクの供給経路であるチ
ューブ５ａ〜５ｄとを仲介して連通するジョイント部材
１２に結合されており、インクタンク４ａ〜４ｄから供
給されてチューブ５ａ〜５ｄを流動する各インクは、ジ
ョイント部材１２を介して、各エアトラップ３０〜３３
に底部のインク流入口２３から導入される。

【００２５】図３は、図１における断面線III−IIIにお
ける断面図であり、印字ヘッドユニット３を含む断面図
である。図３において（Ｂ）方向は重力方向となってお
り、紙面の奥側と手前側を結ぶ線が、印字ヘッドユニッ
ト３の移動方向（Ａ）方向となっている。尚、画設部材
として第１フィルタ１３ａを用いる。

【００２６】給紙ローラ１６ａ〜１６ｄは、印字時に印
字用紙ＰＰを搬送するためのローラであり、印字ヘッド
ユニット３の上方に配設された２個のローラ１６ｃ，１
６ｄと、印字ヘッドユニット３の下方に配設された２個
のローラ１６ａ，１６ｂとで構成されている。この給紙
ローラ１６ａ〜１６ｄは、プリンタ本体２の制御回路基
板から入力された信号により回転駆動して、印字用紙Ｐ
Ｐを印字ヘッド１５の移動方向（Ａ）に対し垂直方向、
即ち鉛直方向（（Ｂ）方向）の逆方向に搬送するもので
ある。この給紙ローラ１６ａ〜１６ｄにより、印字用紙
ＰＰが搬送される搬送ラインは、図中において一点鎖線
で示している。

【００２７】印字ヘッドユニット３は、給紙ローラ１６
ａ〜１６ｄにより印字用紙ＰＰが搬送される搬送ライン
に対峙する位置に配設されている。この印字ヘッドユニ
ット３は、重力方向である（Ｂ）方向を下方とし、印字
用紙ＰＰの搬送方向に対し平行に、即ち、鉛直方向の向
きを上下として設けられている。この印字ヘッドユニッ
ト３は、印字用紙ＰＰの搬送される側に各エアトラップ
３０〜３３と対応した複数個の印字ヘッド１５を備え
る。

【００２８】各印字ヘッド１５は公知のものと同様に、
印字用紙ＰＰに対向する側に閉口する複数個のインク吐
出口を備え、対応するエアトラップ３０〜３３から供給
されたインクをインク吐出口ごとのインク室に分配し、
圧電素子等のアクチュエータ１５ａの変位によりインク
内のインクをインク吐出口から吐出する。この印字ヘッ
ド１５は、印字ヘッドユニット３の筐体３ｂに支持さ
れ、対応するエアトラップ３０〜３３と連通路１４を介
して連通されている。各エアトラップ３０〜３３は、第
１フィルタ１３ａにより２室１１ａ，１１ｂに画設さ
れ、印字ヘッドユニット３の筐体３ｂと平行に、鉛直方
向の向きを上下として設けられている。

【００２９】第１室１１ａは、第１フィルタ１３ａによ
り画設され、インクタンク４側（インク流路の上流側）
に位置する室である。この第１室１１ａと第２室１１ｂ
とは、第１フィルタ１３ａにより完全に画設されておら
ず、その上方部分１３ｅが連通している構成となってい
る。また、天井面の内壁とインクタンク側の側面の内壁
とは曲線状に連結されている。更に、第１室１１ａと第
２室１１ｂとの頂部は同じ高さで連結されている構成と
なっている。インクタンク４からチューブ５ａ〜５ｄを
介して供給されるインクは、第１室１１ａの底部のイン
ク流入口２３から、この第１室１１ａに供給される。こ
の第１室１１ａに流入されたインクは、後述する図５で
説明するように第１フィルタ１３ａ及びその上方の連通
する部分１３ｅを流れて第２室１１ｂへ供給される。一
方、インクと共に搬送されてきた気泡は、浮力によりこ
の第１室１１ａの上方へと移動し、曲線部分に沿って第
１室１１ａの頂部に貯溜され、インクの流動に伴って第
２室１１ｂへも広がりエアトラップ３０〜３３の天井面
の全面に貯溜されることになる。

【００３０】この第１室１１ａには、サーミスタセンサ
１８ａが備えられている。サーミスタセンサ１８ａは、
第１室１１ａ内のインク量を検出するものであり、第１
室１１ａ内の天井部から所定の位置に吊り下げられい
る。このサーミスタセンサ１８ａは正極と負極との電極
対で構成されており常に通電されている。このため、サ
ーミスタセンサ１８ａがインクに浸漬されている場合に
は、大きな温度上昇は生じないが、第１室１１ａのイン
ク量の減少によってセンサがインク面から露出すれば、
大きな温度上昇が生じる。サーミスタセンサ１８ａは温
度変化により大きく抵抗変化を生じるので、この抵抗変
化を検出することにより、インクの量を検出することが
できるのである。該サーミスタセンサ１８ａのリード線
は、本体２に備えられた制御回路基板の信号線に接続さ
れており、制御回路基板に送信された検出信号により抵
抗変化が認識されると、エアトラップ３０〜３３に貯溜
される気泡量が所定量を超えたと判断し、制御回路基板
からパージ装置６へパージ処理を行わせる信号が送信さ
れる。これにより、パージ装置６によりパージ処理が実
行され、エアトラップ３０〜３３内に貯溜されている気
泡が除去される。

【００３１】第２室１１ｂは、第１フィルタ１３ａによ
り画設され、印字ヘッド１５側（第１室１１ａに対しイ
ンク流路の下流側）に位置する室である。第２室１１ｂ
には、その下方にガイドノズル１１ｃが連設されてお
り、このガイドノズル１１ｃは上記した連通路１４を介
して印字ヘッド１５に連通している。これにより、第２
室１１ｂから印字ヘッド１５に、インクが供給されるよ
うになっている。また、その頂部は第１室１１ａの頂部
と同じ高さで連結され、その側面はテーパ状に構成さ
れ、曲線状にその頂部と一体になっている。このため、
第１室１１ｂから第２室１１ｂへのインク及び気泡の流
動が円滑に行われると共に、パージ処理による気泡の排
出時には、第２室の上方のコーナに気泡がよどむことな
く円滑に排出される。

【００３２】また、この第２室１１ｂの容量は、第１室
１１ａの容量より小（約１／２）になるように構成され
ている。エアトラップ３０〜３３に貯溜される気泡をパ
ージ処理により吸引する際には、この第２室１１ｂに残
存するインクは全て排出されるが、この第２室１１ｂの
容量を小さくすることでその排出量を少なくして無駄に
なるインク量を少なくし、更に、小さな吸引圧力でイン
クの吸引、即ち、気泡の吸引を実行することができるよ
うになっている。更に、第２室１１ｂの内壁はインクに
対して濡れ性の良い結晶性の樹脂で構成され、あるいは
濡れ性を良くする表面処理がされている。このため、壁
面にインクが濡れやすく、パージ処理の実行時に第２室
１１ｂを通過して排出される気泡を壁面に溜まり難くし
て、迅速に気泡を排出することができるようになってい
る。

【００３３】第１フィルタ１３ａは、上記したようにエ
アトラップ３０〜３３の下方を第１室１１ａと第２室１
１ｂとに画設するものであり、第２室１１ｂの容量を第
１室１１ａの容量より小さく（約１／２）分割する位置
において、印字ヘッドユニット３の筐体３ｂと平行に、
鉛直方向の向きを上下として設けられている。この第１
フィルタ１３ａには、ステンレス製の金属を網目状に編
んだメッシュが用いられおり、本実施例では目開き、即
ち、開口径１６μｍのものが使用され、インク流路内で
発生した気泡を通過させないようになっている。

【００３４】この第１フィルタ１３ａの縦寸法（（Ｂ）
方向の寸法）は、各エアトラップ３０〜３３の上方向
（（Ｂ）方向）内寸より短い寸法で構成されている。こ
れにより、エアトラップ３０〜３３内の上方部に第１フ
ィルタ１３ａの配設されない空間１３ｅが形成され、第
１室１１ａと第２室１１ｂとが流路抵抗が少なく連通さ
れるようになっている。また、第１フィルタ１３ａは、
各エアトラップ３０〜３３の幅方向（（Ａ）方向）にお
いて、その両側の内壁に連設されており、第１室１１ａ
に侵入した気泡が、幅方向から第２室１１ｂへ侵入する
のを阻止している。ここで、各エアトラップ３０〜３３
と第１フィルタ１３ａとは、鉛直方向上向きになるよう
に配設されている。このため、各エアトラップ３０〜３
３内に侵入した気泡は、第１フィルタ１３ａを通過する
ことができないので、第１室１１ａ内を上昇して、その
上方に貯溜されることとなる。また、第１フィルタ１３
ａを形成するステンレス素材としては、インクに対し濡
れ性のよい材料を使用しているので、気泡が第１フィル
タ１３ａに留まりにくく、第１室１１ａに進入した気泡
を、その第１室１１ａの鉛直方向上方へ導きやすいよう
になっている。

【００３５】上記したようにエアトラップユニット１１
を構成することにより、インク流路内で発生した気泡を
エアトラップ３０〜３３により貯溜することができる
が、その貯溜方法についての詳細は図５において説明す
る。また、かかるように構成されるエアトラップユニッ
ト１１は、その成形の容易さから、部材１１ｄ〜１１ｆ
の３つの部材によって構成されている。このエアトラッ
プユニット１１の製作方法については、図４において後
述する。

【００３６】連通路フィルタ１３ｂは、印字ヘッド１５
に供給されるインク内に混入しているゴミを捕捉するた
めのものであり、各エアトラップ３０〜３３のガイドノ
ズル１１ｃと印字ヘッド１５との間の連通路１４に配設
されている。このフィルタは、連通路１４を形成する部
材に熱溶着されて配設され、連通路１４の断面方向を全
て覆うような形状に加工されているものである。また、
第２フィルタ１３ｂは、ゴミを捕捉すると共にインクと
パージ処理時における気泡とを通過させることができる
開口径で構成されている。

【００３７】印字ヘッドユニット３の筐体３ｂの上方部
には、ドライバ基板１７ａが配設されている。ドライバ
基板１７ａは、上記したプリンタ本体２に搭載されてい
る制御回路基板により制御されている。具体的には、制
御回路基板から送信されるシリアル信号をアクチュエー
タ１５ａの各アクチュエータ部に対応したパラレル信号
に変換して各アクチュエータ部を駆動するものである。
ドライバ基板１７ａは、アクチュエータ１５ａに接続さ
れたフレキシブルな印刷配線基板１７ｃ上に載ってい
る。

【００３８】インターフェース基板１７ｂは、印字ヘッ
ドユニット３の筐体３ｂのキャリッジ３ａ側の側面部に
配設されている。インターフェース基板１７ｂは、印刷
配線基板１７ｃの端部に接続され、制御回路基板からの
信号線をドライバ基板１７ａに接続するコネクタ及びノ
イズ除去回路が搭載されている。

【００３９】図４は、エアトラップユニット１１とジョ
イント部材１２との分解斜視図である。このエアトラッ
プユニット１１は、上記したように、その製作を容易に
するために、部材１１ｄ〜１１ｆの３つの部材によって
形成されている。各部材１１ｄ〜１１ｆは、４つのイン
ク流路（チューブ５ａ〜５ｄ）に対応する４つのエアト
ラップ３０〜３３が連なった形状に加工されており、成
型性、耐溶剤性、耐汚染性、耐衝撃性、インクに対する
濡れ性などの物性を考慮して選択される熱可塑性の樹脂
が用いられている。

【００４０】部材１１ｄは４つの第１室１１ａを形成す
るための部材であり、予め、４つの第１室１１ａが仕切
壁１１ｈ（図２）で区画され、かつ、４つ連なった形状
に加工されている部材である。各第１室１１ａは、第１
フィルタ１３ａの配設される側が開口されている箱状を
なし、各第１室１１ａの下方にはジョイント部材１２と
の結合部１１ｇを備えている。かかる結合部１１ｇは、
４つのインク流路（チューブ５ａ〜５ｄ）に対応する中
空の円筒状の突起構造をなしている。ジョイント部材１
２は各チューブ５ａ〜５ｄと個々に連通する４つの連通
路１２ａ〜１２ｄを有し、各連通路１２ａ〜１２ｄが各
結合部１１ｇと嵌合されることにより、インクタンク４
からチューブ５ａ〜５ｄを介して供給されるインクを各
エアトラップ３０〜３３の第１室１１ａへ導入すること
ができるのである。

【００４１】第１フィルタ１３ａは部材１１ｅに熱融着
され、各エアトラップ３０〜３３の第１フィルタ１３ａ
として機能するようになっている。この第１フィルタ１
３ａの幅方向は、連接する４つのエアトラップ３０〜３
３の全体の幅にその両端の接着しろを加味した寸法で構
成されている。また、第１フィルタ１３ａの縦方向は、
エアトラップ３０〜３３の下方部分を覆う所定の長さに
接着しろを加味した寸法で構成されている。かかる寸法
で構成される第１フィルタ１３ａは、第２室を構成する
部材１１ｅの開口部において、その上方部を所定寸法開
口状態となる位置に熱融着により固着される。これによ
り、一度の作業で、各エアトラップ３０〜３３の室内を
第１室１１ａと第２室１１ｂとに画設する第１フィルタ
１３ａを配設することができる。

【００４２】部材１１ｅは４つの連接される第２室１１
ｂを形成する１の部材であり、厚み方向に貫通する４つ
の開口部を有する。上記したように、その開口部の一方
の面には第１フィルタ１３ａが配設され、他方の面には
部材１１ｆが超音波融着されることにより４つの第２室
１１ｂを形成する。部材１１ｆは部材１１ｅと共に第２
室１１ｂを形成する部材であり、部材１１ｅの４つの開
口部に対応する４つの凹部を備えている。各凹部の下方
には第２室１１ｂから印字ヘッド１５へインクを導入す
るガイドノズル１１ｃを形成するための溝が凹設されて
いる。かかる溝の先端は、部材１１ｆの裏面（開口部と
反対面）へ貫通しており、ガイドノズル１１ｃが連通路
１４に連通するよう構造になっている。

【００４３】上記した部材１１ｄ〜１１ｆで構成される
エアトラップユニット１１は、まず、第１フィルタ１３
ａと部材１１ｅが熱融着され、更に、部材１１ｆが超音
波融着されて第２室１１ｂが形成される。次いで、部材
１１ｄが、作製された第２室１１ｂの第１フィルタ１３
ａ側に部材１１ｄが超音波融着され、第１室１１ａを形
成する。かかる工程により、４つの連接するエアトラッ
プ３０〜３３を備えたエアトラップユニット１１を製作
することができる。これによれば、１ずつエアトラップ
３０〜３３を形成する場合に比べて、その製作工程が簡
易であり、部品点数が少ないのでその工程管理が容易で
ある。また、部品寸法が大きくなるので、第１フィルタ
１３ａの配設作業を容易にして、効率的にエアトラップ
ユニット１１を形成することができる。

【００４４】次に、図５を参照して、エアトラップ３０
〜３３でのインクの流動パターン及びエアが貯溜されて
いく状態について説明する。図５は、印字ヘッドユニッ
ト３のエアトラップ機能を模式的に表した縦断面図であ
る。図５（ａ）は、インクがエアトラップ１１内に充填
されている初期導入時（パージ処理直後）の図である。
図５（ａ）において、インクタンク４から第１室１１ａ
に供給されたインクは、印字ヘッド１５でのインクの消
費に伴い、第１室１１ａと第２室１１ｂとが連通してい
る部分１３ｅ（第１フィルタ１３ａの鉛直方向上部の第
１フィルタ１３ａが配設されていない部分）が第１フィ
ルタ１３ａよりも流路抵抗が小さいので、第１フィルタ
１３ａの上端を越えて第２室１１ｂへと流入する。

【００４５】図５（ｂ）は、インク流路内で発生した気
泡が少量、エアトラップ３０〜３３へ侵入した状態を示
した図である。第１室１１ａに侵入した気泡は、第１フ
ィルタ１３ａとインクとの濡れ性が良好であるために第
１フィルタ１３ａに張り付くことができない、エアトラ
ップ３０〜３３が鉛直方向に設置されているために侵入
した気泡に浮力による上昇力が生じる、第１フィルタ１
３ａの開口径が小さい等の理由により第１フィルタ１３
ａを通過することができない。このため、自身の浮力と
インクの流れに沿って第１室１１ａの上方へ浮上する。

【００４６】ここで、第１室１１ａの内壁は、第２室１
１ｂの内壁に比べて濡れ性の悪い樹脂で形成されている
ので、比較的に気泡が溜まりやすくなっている。溜まっ
た気泡の体積がさほど大きくない場合には、流路抵抗の
小さな第１室１１ａと第２室１１ｂとが連通している部
分を閉塞されないので、インク流路は変更されず、第１
室１１ａに供給されたインクは、上記した連通部を通っ
て第２室１１ｂへと流入する。尚、印字時に印字ヘッド
１５へ供されるインクの流速（インクの吸引力）は、エ
アトラップ３０〜３３の上方部に溜まった気泡を押し出
す（排出する）程大きくないことから、第１室１１ａの
上方部に溜まる。

【００４７】図５（ｃ）は、エアトラップ３０〜３３に
貯溜された気泡が多くなって、流路抵抗の小さな第１室
１１ａと第２室１１ｂとの連通部分が閉塞された状態を
示した図である。かかる場合には、第１室１１ａに供給
されたインクは第１室１１ａと第２室１１ｂとの連通部
分を通過することができず、第１フィルタ１３ａを通過
するインク流路により、第１室１１ａから第２室１１ｂ
へインクは流入する。

【００４８】図５（ｄ）は、図５（ｃ）の状態から更に
気泡が発生し、その発生した気泡がエアトラップ３０〜
３３に貯溜された状態を示した図である。エアトラップ
３０〜３３室内に貯溜する気泡は、上記したように、印
字時のインクの吸引力では、エアトラップ３０〜３３か
ら排出されない。このため、気泡はエアトラップ３０〜
３３に充満していき、第１室１１ａに供給されるインク
のインク面を押し下げることとなる。インク面が所定量
まで下がっても印字ヘッド１５に対してインク供給不足
にならないように、第１フィルタ１３ａの開口径及び面
積が設定される。図５（ｅ）は、図５（ｄ）の状態から
更に発生した気泡がエアトラップ３０〜３３に貯溜され
た状態を示した図である。第２室１１ｂは気泡により完
全に閉塞されているので、インクが印字ヘッド１５には
供給されず、印字不能状態となっている。

【００４９】図５（ｆ）は、パージ装置６によりパージ
処理が行われ、気泡が排出された状態を示した図であ
る。パージ処理においては、強い吸引力が第２室１１ｂ
にかかるので、第１フィルタ１３ａを通過する際にイン
クに負荷される流路抵抗が非常に大きなものとなる。こ
のため、インクは、第１室１１ａと第２室１１ｂとが連
通している部分１３ｅ（第１フィルタ１３ａの鉛直方向
上部の第１フィルタ１３ａが配設されていない部分）を
通過する強いインクの流れが生起され、エアトラップ３
０〜３３に貯溜された気泡が、この流れによってエアト
ラップ３０〜３３から排出される。その結果、再びイン
クが充填されて図５（ａ）の初期導入時と同様の状態へ
復帰する。

【００５０】尚、本実施例においては、サーミスタセン
サ１８が設けられており、第１室１１ａのインク面が所
定位置より低下すると直ちにパージ処理が実行され、エ
アトラップ３０〜３３の気泡が排出されるようになって
いる。本実施例で使用されるインクには、粘度１〜１０
ｃｐｓ、表面張力３０〜５０ｍＮ／ｍのものが使用され
ている。かかる物性のインクに対し、開口径１６μｍの
第１フィルタ１３ａが使用されている。

【００５１】次に、図７を参照してエアトラップ３０〜
３３内における気泡の流れを説明する。矢印はエアトラ
ップ３０〜３３内の気泡の流れを模式的に表したもので
ある。エアトラップ３０〜３３はインクタンクから供給
されるインクをエアトラップ３０〜３３内に導くインク
流入口２３とエアトラップ３０〜３３内の下方部分をイ
ンクタンク側の第１室１１ａと印字ヘッド側の第２室１
１ｂに画設する第１フィルタ１３ａと印字ヘッドへイン
クを導くインク流出口２４とを備える。第１室１１ａの
天井面内壁の形状は上方に凸設されたかまぼこ形状であ
り、第２室１１ｂは第１室１１ａの頂部と同じ高さで連
結され、そのまま曲線的に下方に向かって広がるテーパ
状に構成されている。

【００５２】インクタンクから供給されるインクはイン
ク流入口２３から、エアトラップ３０〜３３の第１室１
１ａに導かれる。第１室１１ａに導かれたインクはフィ
ルタ１３によりその流れを堰止められ、フィルタ１３の
上方の設けられた第１室１１ａと第２室１１ｂとの連通
部分１３ｅにより第２室１１ｂへと導かれ、インク流出
口２４から印字ヘッドへと導かれる。一方、第１室１１
ａに導かれるインクはインクタンクからチューブを介し
て搬送されるため、そのインク内には搬送過程において
チューブから侵入した空気が気泡となって存在してい
る。第１室１１ａに導かれたインク内の気泡は、破線の
矢印で示すようにその浮力によりエアトラップ内の上部
に移動され、かまぼこ形状の有する曲線に沿って左右の
側面側からかまぼこ形状の頂部へと順に貯溜されると共
に、インクの流動に伴って第１室１１ａの頂部と同じ高
さに設けられた第２室１１ｂの頂部へと貯溜されてい
く。

【００５３】ここで、かかるエアトラップに貯溜された
気泡はパージ処理によってガイドノズル１１ｃから排出
されることになるが、第１室１１ａのインクタンク側の
上部の角は曲線状に削りとられており、また、第２室１
１ｂの頂部は第１室１１ａの上部と同じ高さで連結さ
れ、そのまま曲線的に下方に向かって広がるテーパ状に
形成されているため、第１室１１ａから第２室１１ｂの
下方へ気泡を吸引する際であっても、それらの角や頂部
にはいわゆる「よどみ点」が生じることがない。即ち、
エアトラップ内に貯溜された気泡を排出するパージ処理
において、エアトラップ内に気泡を残存させることな
く、円滑に気泡を排出することができる。

【００５４】以上説明したように、本実施例のインクジ
ェットプリンタ１によれば、エアトラップ３０〜３３の
上部内壁がかまぼこ形状に上方に凸設されているため、
エアトラップ３０〜３３に貯溜される気泡をその凸設さ
れた部分に集合さることができ、パージ処理による気泡
吸引時には、エアトラップ３０〜３３に気泡を残留させ
ることなく円滑に気泡を排出できる。従って、かかるパ
ージ処理により気泡と共に排出される無駄なインクの廃
棄量を低減することができる。また、エアトラップ３０
〜３３において、第１フィルタ１３ａが堰の役割を果た
すことによりインク流路（チューブ５ａ〜５ｄ、ジョイ
ント部材１２）内に発生し、印字ヘッド１５に流入使用
とする気泡をエアトラップ３０〜３３に貯溜し、印字ヘ
ッド１５の吐出状態を長期にわたって維持することがで
き、気泡除去のためのパージ回数を減らすことができ
る。また、溜まった気泡をパージ装置６により除去して
エアトラップ１１の機能を回復することができる上、サ
ーミスタセンサ１８によりパージの必要が検出された場
合にのみ、パージ処理を実行することができる。

【００５５】以上、上記実施例に基づき本発明を説明し
たが、本発明は上記実施例に何ら限定されるものでな
く、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形
が可能であることは容易に推察できるものである。例え
ば、第１室１１ａの上部内壁の形状として上方に凸設し
たかまぼこ形状としたが、この形状に代えて上方に凸設
した三角形状、台形状としても良い。これらの形状であ
っても本実施例と同様に第１室１１ａに貯溜される気泡
をかかる形状の斜面を利用して中央に集合させることが
でき、効率よく気泡を排出できる。また、第１室１１ａ
の頂部内壁をエアトラップ１１の底面と平行となるよう
にしたが、これに代えて、インクの流動方向、即ち、第
２室１１ｂの方向が上方となるようにエアトラップ１１
の内壁天井面に傾斜をつけてもよい。気泡は内壁天井面
に接して貯溜されるためかかる傾斜に沿うように気泡を
移動させることができ、効率良く気泡を排出できる。

【００５６】また、第１フィルタ１３ａのメッシュの開
口径（目の粗さ）を１６μｍとした。しかし、第１フィ
ルタ１３ａは、エアトラップ１１のインク流路の堰とな
るものであり、インクのゴミを補足するためのものでは
ない。このため、開口径１００μｍ程度以下のメッシュ
であれば良い。また、第１フィルタ１３ａを形成する素
材としては、ステンレスを用いたが、これに代えて、イ
ンクの濡れ性が良好である樹脂を用いても良い。樹脂は
ステンレスに比べて加工が容易であり又原価が安いの
で、第１フィルタ１３ａのコストを低く抑えることがで
きる。

【００５７】また、第１フィルタ１３ａの上方を開放し
た方が、その上方部分に第１フィルタ１３ａよりも流路
抵抗が小さいフィルタを配置しても良い。また、第１フ
ィルタ１３ａに代えて、上方の連通部分１３ｅよりも流
路抵抗が大きい１個又は複数個の孔を設けた壁状部材で
あっても良い。更に、チューブ５ａ〜５ｄには、可撓性
の樹脂で構成されるものを用いたが、エアの透過率を押
さえるために、かかるチューブ素材をエアの透過率の低
い金属箔で被覆して用いても良い。

【００５８】

【発明の効果】請求項１記載のインクジェットプリンタ
によれば、第１室の上部の内壁は上方へ向かって内容積
が狭まるテーパー状をなすので、第１室の上部に貯溜さ
れる気泡をその内容積が狭まった上部に集合させ、印字
ヘッドの吐出機能を回復させる回復処理時において円滑
に排出できる。このためパージ処理後に残溜気泡が気泡
貯溜室内に残溜し難く、新たに気泡をトラップするため
に、気泡貯溜室の容積を有効に利用できるという効果が
ある。

【００５９】また、回復処理時には、気泡が円滑に排出
されるので、回復処理手段に要する吸引力を小さくし
て、高性能のポンプを不要とし、インクジェット本体の
コストを低減することができるという効果がある。ま
た、気泡貯溜室に貯溜されている気泡量が少量であって
も、気泡は気泡貯溜室の内容積が狭まった部分に集合さ
れているので、効率的に気泡を排除することができ、気
泡と共に排出される無駄なインクの廃棄量を低減するこ
とができるという効果がある。更に、印字時には、イン
ク流路から気泡をトラップすることができるので、気泡
が印字時のインクの流れに与える悪影響を取り除いて、
印字ヘッドから吐出されるインク状態を正常に保つこと
ができ、印字品質を良好に保つことができるという効果
がある。

【００６０】請求項２記載のインクジェットプリンタに
よれば、請求項１記載のインクジェットプリンタの奏す
る効果に加え、画設部材は印字時にインクを通過させる
フィルタであるので、インク流路内に発生した気泡によ
りインク流路が直ちに閉塞されにくく、閉塞されたイン
ク流路を開放するための吸引を頻繁に行う必要がない。
このため、吸引に伴って廃棄されるインク量を低減する
ことができるという効果がある。

【００６１】請求項３記載のインクジェットプリンタに
よれば、請求項１又は２に記載のインクジェットプリン
タの奏する効果に加え、気泡貯溜室の第２室の容量が第
１室の容量より小となるように、第１フィルタによって
第１室と第２室とを画設する。吸引により気泡貯溜室の
上方部分に貯溜した気泡を排出する際には、第２室のイ
ンクが気泡と共に排出されので、この第２室の容量を小
さくすることによりインクの排出量を低減して、無駄に
するインク量を少なくすることができるという効果があ
る。

【００６２】また、第２室の容量を小さくすることによ
り、吸引時には小さな吸引圧力で、気泡を排出すること
ができるという効果がある。これによれば、例えば、排
出手段を小さな動力で駆動することができるので、吸引
動作による消費エネルギーを抑制することや、小さな動
力で動作させることのできる小型の吸引手段を使用し
て、装置本体をコンパクトにすることができるという効
果がある。

【００６３】請求項４記載のインクジェットプリンタに
よれば、請求項１から３のいずれかに記載のインクジェ
ットプリンタの奏する効果に加え、気泡貯溜室の第２室
の内面を第１室の内面より濡れ性の良い素材で構成す
る。よって、インク流路内で発生した気泡は、第２室に
比して第１室により貯溜されやすく、印字時に、貯溜さ
れた気泡が印字ヘッド側へ流れることを抑制するという
効果がある。更に、気泡貯溜室に溜まった気泡は、吸引
時のインクの流れにより、濡れ性の良い第２室側を滞る
ことなく容易に移動することができるので、吸引による
気泡の除去を効率的に行うことができるという効果があ
る。

【００６４】請求項５記載のインクジェットプリンタに
よれば、請求項１から４のいずれかに記載のインクジェ
ットプリンタの奏する効果に加え、インクタンクを第１
室の下部に連通し、印字ヘッドを第２室の下部に連通す
るよう配設する。よって、インク流路内で発生した気泡
が、その浮力により、インク流路内において上部に位置
する気泡貯溜室に集まり易くなるので、インク流路内の
気泡を効率的に気泡貯溜室に貯溜することができるとい
う効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例であるインクジェットプリン
タの展開側面図である。

【図２】ジョイント部材によりエアトラップとチューブ
とが接続されていることを模式的に表した断面図であ
る。

【図３】印字ヘッドユニットのエアトラップと吸引装置
と給紙ローラとの横断面図である。

【図４】印字ヘッドユニットの分解斜視図である。

【図５】印字ヘッドユニットのエアトラップ機能を模式
的に表した横断面図である。

【図６】エアトラップ内の気泡の流れを模式的に表した
斜視図である。

【図７】エアトラップ内の気泡の流れを模式的に表した
斜視図である。

【符号の説明】

１インクジェットプリンタ４インクタンク５ａ〜５ｄチューブ（インク流路）６パージ装置（回復手段）１１，１９エアトラップ（気泡貯溜室）１１ａ，１９ａ第１室１１ｂ，１９ｂ，第２室１３ａ，２１，第１フィルタ（画設部材）１５印字ヘッド

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者鈴木剛名古屋市瑞穂区苗代町15番１号ブラザー工業株式会社内 (72)発明者西田勝紀名古屋市瑞穂区苗代町15番１号ブラザー工業株式会社内 (72)発明者臼井孝正名古屋市瑞穂区苗代町15番１号ブラザー工業株式会社内Ｆターム(参考） 2C056 EA15 EB51 JA13 JC06 JC20 KB27 KB37 KC13 KD02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】１又は複数個のインク吐出口からインク
を吐出して印字媒体に対して印字を行う印字ヘッドを搭
載したキャリッジを備え、前記印字ヘッドに供給される
インクを貯えるインクタンクと、そのインクタンクから
前記印字ヘッドにインクを供給するインク流路とを備え
たインクジェットプリンタにおいて、前記キャリッジに搭載され、前記インク流路内で発生す
る気泡を貯溜する気泡貯溜室と、その気泡貯溜室内の下
方部分を前記インクタンク側の第１室と前記印字ヘッド
の第２室とに画設すると共に、その第１室と第２室とが
それぞれの上部において相互に連通するように、前記気
泡貯溜室の上部を残して前記気泡貯溜室内に配置された
画設部材と、前記印字ヘッドの吐出状態を回復させる回復処理時に、
前記画設部材を越えて前記気泡貯溜室の上部を通ってそ
の上部に貯溜している気泡と共にインクを流動させる回
復手段とを備え、前記第１室の上部内壁は、上方へ向かって内容積が狭ま
るテーパー状をなすと共に、その頂部をほぼその高さの
位置で前記第２室に接続したことを特徴とするインクジ
ェットプリンタ。
【請求項２】前記画設部材は、印字時にインクを通過
させるフィルタ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】前記気泡貯溜室は、前記第２室の容量が
前記第１室の容量より小となるように前記フィルタによ
り画設されていることを特徴とする請求項１又は２に記
載のインクジェットプリンタ。
【請求項４】前記気泡貯溜室の、前記第２室の内面は
前記第１室の内面より濡れ性が良い素材で構成されてい
ることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の
インクジェットプリンタ。
【請求項５】前記インクタンクは、前記第１室の下部
に連通し、前記印字ヘッドは、前記第２室の下部に連通
していることを特徴とする請求項１から４のいずれかに
記載のインクジェットプリンタ。