JP2004114335A

JP2004114335A - インクジェット記録装置

Info

Publication number: JP2004114335A
Application number: JP2002277258A
Authority: JP
Inventors: Hiyo O; 冰王
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 2002-09-24
Filing date: 2002-09-24
Publication date: 2004-04-15
Anticipated expiration: 2022-09-24
Also published as: JP4147878B2

Abstract

【課題】製造工程において洗浄後、バッファタンク内に残留する洗浄液を確実に除去し、記録動作時に残留洗浄液によって印字ヘッドが閉塞することのないようにする。
【解決手段】記録動作時においてはインクをバッファタンク５にインク導入筒８から供給し、バッファタンク５からマニホールド３、印字ヘッド２へインクを供給する。インクから分離した気泡は排出口９からポンプにより排出する。製造工程において、印字ヘッド２、マニホールド３及びバッファタンク５からなる一体のユニットに洗浄液を注入し、異物を除去する。さらにその洗浄液を除去するために、ユニットを、排出口９が最も下となる倒立姿勢に置く。インク導入筒８から高圧の空気を注入すると、バッファタンクの天井壁７ａが排出口９に向けて下降する傾斜面となっていることで、バッファタンク５内の残留洗浄液を完全に排出することができる。
【選択図】　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェット記録装置に係り、詳しくは、バッファタンクに貯留したインクを印字ヘッドへ供給するようにしたインクジェット記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、入力信号に基づいてインクを被記録媒体に噴射して記録するインクジェット記録装置において、印字ヘッドにバッファタンクを接続したものがある。これは例えば、特許文献１に記載されているように、インクをインク供給源からチューブを介してバッファタンクに供給し、インク中に含まれる気泡をバッファタンク内で分離して印字ヘッドに供給する。さらにバッファタンク内に蓄積した気泡を、別のチューブを経て外部の廃インク溜めに排出するか、インクとともにインク供給源に回収する構成となっている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−２６０３８８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
発明者は、バッファタンクを印字ヘッドに接続したのち、製造工程において中に混入した異物を除くために、内部に洗浄液等を圧力をもって供給し、その後、空気圧によって洗浄液を除くことを考えた。しかし、洗浄液が少量ではあるが空気の流れによってバファタンク内の角に押しやられ、残留してしまうことがわかった。さらに、この残留した洗浄液が、バッファタンクと印字ヘッドのユニット、あるいはインクジェット記録装置の輸送中の動揺で、バッファタンクからマニホールド及び印字ヘッドに流れ込み、狭い流路内で気泡をつくったり膜を張ったりする。この後、印字ヘッド内に新規にインクを充填して、記録動作を開始しようとすると、洗浄液の気泡や膜が印字ヘッドの噴射チャンネルを閉塞し、ドッド抜けを生じるという事態になっていた。
【０００５】
本発明は、このような問題を解消すべくなされたものであって、洗浄後の洗浄液を確実に除去し、記録動作時に残留洗浄液によって印字ヘッドが閉塞することのないようにしたインクジェット記録装置を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この技術的課題を達成するため、請求項１に記載の発明のインクジェット記録装置は、複数の噴射チャンネルを有する印字ヘッドと、その印字ヘッドに供給するインクを貯留するバッファタンクと、そのバッファタンクと印字ヘッドとの間に位置しバッファタンクから供給されたインクを印字ヘッドの複数の噴射チャンネルに分配するマニホールドとを備え、前記印字ヘッド、マニホールド及びバッファタンクからなる一体のユニットを所定の姿勢に置いたときに、前記バッファタンクの最も下となる位置に排出口を設け、かつその姿勢においてバッファタンク内面の下となる面をその排出口に向けて下降する傾斜面に形成した。
【０００７】
これにより、印字ヘッド、マニホールド及びバッファタンクからなる一体のユニットを前記所定の姿勢に置くことで、残留した洗浄液を空気圧あるいは重力等により完全に排出することを可能にする。
【０００８】
上記構成において好ましくは前記ユニットが、前記印字ヘッドからインク滴を噴射する姿勢にあるとき、前記バッファタンクは、前記傾斜面を天井面として、バッファタンク内でインク中から分離した気泡を捕捉して前記排出口から排出するものである。つまり、記録動作状態において気泡を排出するための排出口を利用して、上記のように残留した洗浄液を排出することを可能にする。
【０００９】
さらに上記構成において好ましくは前記ユニットが、前記印字ヘッドからインク滴を噴射する姿勢にあるとき、インク供給源から前記バッファタンクにインクを供給する第１インク流路と、前記バッファタンクの排出口から前記インク供給源にインクを回収する第２インク流路と、前記インク供給源、第１インク流路、バッファタンク及び第２インク流路の間でインクを循環させて気泡を除去するポンプとをさらに備え、記録動作状態において発生する気泡を効果的に排出することを可能にする。
【００１０】
また、好ましくは前記バッファタンクは、前記ユニットが、前記印字ヘッドからインク滴を噴射する姿勢において下となる内面をほぼ平坦とし、その平坦な内面の外周から立ち上がった側面、またその平坦な内面と対向する前記傾斜面の天井面を有する。つまり、記録動作状態において、バッファタンク内に十分な量のインクを貯留し、また気泡を傾斜面の高いところに溜めて排出口からの排出を効率よく行う。一方、製造工程において洗浄後、ユニットを倒立状態として上記のように残留した洗浄液を排出することを可能にする。
【００１１】
また、好ましくは前記バッファタンクは、前記ユニットが、前記印字ヘッドからインク滴を噴射する姿勢において下となる内面よりも上方へ突出した位置に前記マニホールドと連通する連通孔を開口し、かつその突出した位置にフィルタを備える。フィルタをバッファタンク内面に装着するために、その装着部分を突出した形状としたものにおいて、上記の構成により、製造工程における洗浄後、残留した洗浄液を排出することを可能にする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面にもとづいて説明する。図１に示すように、ヘッドユニット１は、複数の噴射チャンネル２ａを有する印字ヘッド２と、全ての噴射チャンネルにインクを分配するマニホールド３と、さらにバッファタンク５とを、ホルダ４に取付けネジ６にて固定してユニット化したものである。
【００１３】
インク供給源は、インクカートリッジ３０及びサブタンク３２からなる。インクカートリッジ３０は可撓性のチューブ３１を介してサブタンク３２の底面と接続し、第１ポンプ３３の駆動により、インクカートリッジ３０内のインクをサブタンク３２に補充供給する。サブタンク３２の底面は可撓性チューブ製の第１インク流路３４を通してバッファタンク５のインク流入筒８にインクを供給すべく接続している。また、可撓性チューブ製の第２インク流路３５をバッファタンク５の排出口９から前記サブタンク３２にインクを回収すべく接続しており、その途中部分にインク循環用ポンプ３６を備えている。サブタンク３２はその上面に大気開放部３２ａを備え、特開平１１−１９８３９３号公報に記載のものと同様に、バッファタンク５から回収されるインクをサブタンク３２で減速してその中に混入した気泡を分離し、大気に排出させる。
【００１４】
インクカートリッジ３０とサブタンク３２とは、キャリッジ外の静止部分に設置されている。サブタンク３２内のインク液面は印字ヘッド２の噴射チャンネルの噴射口開口面よりも低く設定し、記録動作時にはポンプ３６を停止し、噴射口開口面に負圧が作用するようにしている。
【００１５】
次に、印字ヘッド２について説明すると、特開２００１−２６０３８８号公報等に開示されている公知の構造と同様に、下面に複数の噴射チャンネルに連通する噴射口を列状に開口し、アクチュエータの駆動により噴射口からインク滴を噴射する構成である。アクチュエータとしては、噴射チャンネルの側壁を圧電材料で構成して、その圧電材料の変形によりインクを噴射させるものの他、インクを局部的に沸騰させてその圧力で噴射させるなど公知の各種の構成が利用できる。この印字ヘッド２は、図面の紙面に対して直交する方向に２個（一方のみ図示）並列に設けている。マニホールド３は各印字ヘッド２の上面にそれぞれ接続しており、マニホールド内のマニホールド室３ａが全噴射チャンネルにわたって連通するように延びている。マニホールド室３ａの一端から上方に導入管１２が突出し、後述するバッファタンク５の連通孔１０にシール管１８、１８を介して接続している。マニホールド室３ａの天井面３ｂすなわち噴射チャンネルの上端に対向する面は、導入管１２に近い位置から離れるにしたがい下降するように傾斜し、マニホールド室３ａの断面を小さくしている。
【００１６】
バッファタンク５は、合成樹脂製の下向きに開口したケース７とそのケースの開口下面を密閉して覆う合成樹脂製の底板５ａとからなる。ケース７は、天井壁７ａから上下にインク流入筒８を突出した状態に設け、そのインク流入筒８の下端は底板５ａの近傍にて開口している。また、天井壁７ａの一側寄り部位には、インク及び気泡を排出するための排出口９を開口し、天井壁７ａの内面は、図１から明らかなように、ケースの側壁がわで低く排出口９に向けて高くなるように傾斜面に形成している。この傾斜面の傾斜角度は、本インクジェット記録装置を搭載した記録装置本体（図示せず）をテーブル等の載置面に載せたときの許容される傾き角度（装置許容傾き角度）よりも大きい角度とし、記録装置本体が許容角度内で傾斜して置かれても排出口９が天井壁内面の最も高い位置にあるようにしている。この傾斜面の傾斜角度は、５度〜１５度程度であり、より好ましくは１０度程度とする。
【００１７】
ケース７は、天井壁７ａの外周からほぼまっすぐに側壁７ｂを垂下させ、その下端内周に、底板５ａを嵌合、密着させている。底板５ａはほぼ平坦な板状をなしており、側壁７ｂは底板５ａの外周から直角に立ち上がっている状態にある。底板５ａは、２個の連通孔１０，１０を貫通形成している。各連通孔１０は、それを囲む筒状の壁を下向きに突出させ、外周２個のマニホールド３、印字ヘッド２に接続している。また、各連通孔１０は底板５ａの上面側（バッファタンク５の内部）に突出した突部１０ａに開口し、各連通孔１０を覆うフィルタ１１はその突部１０ａの上面に、熱溶着により突部１０ａの一部を溶かして固定してある。フィルタ１１は、バッファタンク５から印字ヘッド２に供給するインクから気泡や異物を捕捉するものである。底板５ａが平坦な板状であることは、フィルタ１１を熱溶着する作業を容易にする。
【００１８】
第１可撓性チューブ１３は、一端をバッファタンク５におけるインク流入筒８に接続し、他端をキャリッジ上の基板１９に設けた接続部材１４に接続している。この可撓性チューブ１３は前記第１インク流路３４の一部を構成している。また、第２可撓性チューブ１５は、一端をバッファタンク５における排出口９に接続し、他端をキャリッジ上の基板１９に設けた接続部材１６に接続している。この可撓性チューブ１５は前記第２インク流路３５の一部を構成している。バッファタンク５、第１可撓性チューブ１３及び可撓性チューブ１５は、キャリッジに取り付けたカバー体１７により覆って保護している。
【００１９】
上記印字ヘッド２から接続部材１４，１６までのインク流路を構成する各部材を搭載したキャリッジは、被記録媒体上の記録位置と退避位置との間を移動可能であり、退避位置において、吸引パージのための吸引キャップ３７が、印字ヘッド２と対向するように位置している。吸引パージ時には、吸引キャップ３７が印字ヘッド２の前面（下面）に噴射口を覆って密着し、吸引パイプ３８及び吸引ポンプ３９を介して廃インク溜め４０にインクを排出する。
【００２０】
記録装置に最初にインクカートリッジ３０を搭載して印字ヘッド２にインクを充填する場合や、インクカートリッジ３０を交換した場合には、まず第１ポンプ３３を駆動させてサブタンク３２に所定量のインクを溜める。次いで、吸引キャップ３７で印字ヘッド２の噴射口を覆った状態で、インク循環用ポンプ３６を駆動させてバッファタンク５内を負圧にして、サブタンク３２内のインクを第１インク流路３４を介して、インク流入筒８からバッファタンク５内へ供給する。その後、吸引ポンプ３９を駆動させることにより、バッファタンク５内のインクを、連通孔１０から導入管１２、マニホールド室３ａを介して、印字ヘッド２の噴射チャンネルに充填する。
【００２１】
印字ヘッド２からインク滴を噴射する記録動作中は、循環ポンプ３６の駆動を停止する。印字ヘッド２からのインク噴射にともない、バッファタンク５内のインクが減少すると、バッファタンク５内の圧力低下によりサブタンク３から第１インク流路３４を通ってインクが補給される。バッファタンク５内には、インク流入筒８の下端がインク液面よりも下にあるようにインクが貯留されており、バッファタンク５へのインクの流入時に空気を巻き込まず、気泡の発生を極力抑えることができる。
【００２２】
第１インク流路３４を構成する可撓性チューブの壁面から空気がインク中に溶解し、それが時間の経過とともに気泡となってバッファタンク５内に流入する。バッファタンク５内で重力によりインクと気泡とを分離する。大部分の気泡は浮上してその天井部分に溜まる。さらに、気泡がインク中に浮遊したり、バッファタンク５の内面やフィルタ１１の箇所に捕捉される等して存在するので、定期的に循環ポンプ３６を所定時間だけ駆動する循環パージを実行する。
【００２３】
つまり、サブタンク３２→第１インク流路３４→バッファタンク５→第２インク流路３５→サブタンク３２の循環路により、インクを循環させると、バッファタンク５内の気泡がインクとともにサブタンク３２に回収される。そのインクはサブタンク３２内で流速を落とし、気泡をその浮力により分離し、大気開放部３２ａから大気に放出する。このとき、吸引キャップ３７で印字ヘッド２の噴射口を覆って、密閉状態とするが、吸引ポンプ３９は作動させない。なお、印字ヘッド２における噴射チャンネルまたは噴射口がインクの乾燥等により詰まりを生じた場合に、吸引キャップ３７で印字ヘッド２の噴射口を覆って、吸引ポンプ３９による吸引パージにより、その詰まりを除去することができる。
【００２４】
上記循環パージにおいて、バッファタンク５の天井壁７ａの内面が傾斜面であり、その最も高い位置に排出口９を設けていることにより、当該バッファタンク５の内部全体がインクで満たされた状態になるとき、気泡は前記傾斜面を伝って最も高い位置の排出口９に確実に移行し、第２インク流路３５を介してサブタンク３２に回収され確実に排出できる。
【００２５】
上記インクジェット記録装置の製造工程において、印字ヘッド２、マニホールド３及びバッファタンク５はホルダ４に一体に組み付けられ、ユニット化される。この状態において、インク流入筒８から高圧で洗浄液を注入し、内部に残留した異物を洗浄液とともに、インクジェット２の噴射口及びバッファタンク５の排出口９から除去する。この後、インク流入筒８から高圧で空気を注入して、内部に残留している洗浄液を除去する。
【００２６】
洗浄液を除去する際、ユニットは図２に示すように倒立状態に置く。この状態では、排出口９がバッファタンクの最も下に位置し、かつ、天井壁７ａが下となって排出口９に向けて下降する傾斜面となっている。また側壁７ｂは傾斜した天井壁７ａから鈍角に立ち上がっている。このため、インク流入筒８から高圧で空気を注入すると、空気流は、フィルタ１１の抵抗により多くの部分が底板５ａ、側壁７ｂ、天井壁７ａに沿って流れる。また、重力による作用も加わって、洗浄液は、底板５ａと側壁７ｂの角、側壁７ｂと天井壁７ａの角に滞留することなく天井壁７ａの傾斜に沿って流れて排出口９から押し出される。このようにユニットを倒立状態に置くと、洗浄液の流れに対して障壁となるものがなく、流れが滞留するような角がない。唯一、排出口９と反対側のインク流入筒８と天井壁７ａの角が、天井壁７ａに沿って下降する洗浄液に対して障壁となるが、その幅（紙面と直交する方向の幅）は僅かであり、その幅方向の両端は側壁（紙面と平行な方向に延びる側壁７ｂ）と間隔をおいているから、実質的な障害とならない。なお、洗浄液の除去は、空気流を用いることなく、重力の作用のみによっても行うことができることは明らかである。
【００２７】
仮に、図１の記録動作状態と同じ正立状態で洗浄液の除去を行おうとすると、底板５ａと側壁７ｂの角、底板５ａと突部１０ａの角に、洗浄液の一部が空気流によって吹き寄せられ、連通孔１０や排出口９から出ていくことができない。この残留した洗浄液が、輸送中に印字ヘッド２やマニホールド３内で気泡や膜となって、印字ヘッドの噴射チャンネルを閉塞することになるのは、前述したとおりである。
【００２８】
インク流入筒８から注入した空気の一部は、フィルタ１１を通って、マニホールド３及び印字ヘッド２内に流れ、そのマニホールド３及び印字ヘッド２内の洗浄液を噴射口から放出する。
【００２９】
図３は、本発明の他の実施の形態を示す。この実施の形態では、バッファタンク５の天井壁７ａを底板５ａと平行に形成し、排出口９を直交する２つの側壁７ｂの角でありかつ天井壁７ａと側壁７ｂの角に形成している。このため、前述の実施の形態のように、記録動作状態において、気泡を傾斜した天井壁７ａの高いところに集めるという効果はないが、インクを循環させることによりインクとともに気泡をサブタンク３２に回収するという機能は達成することができる。
【００３０】
前述の実施の形態と同様に、洗浄液によって洗浄後、洗浄液を排出するには、図３に示すように、排出口９が最も下に位置するように、ユニットを水平面Ｈに対して倒立状態でかつ傾斜して置く。これにより、排出口９に隣接する天井壁７ａ及び側壁７ｂは、排出口９に向け下降した傾斜面となる。したがって、インク流入筒８から空気を注入すると、前述の実施の形態と同様に空気流と重力とにより、バッファタンク５内の洗浄液を排出口９から除去することができ、また、マニホールド３と印字ヘッド２内の洗浄液も除去することができる。
【００３１】
【発明の効果】
以上に説明したように、請求項１に記載の発明のインクジェット記録装置は、印字ヘッド、マニホールド及びバッファタンクからなる一体のユニットを所定の姿勢に置いたときに、前記バッファタンクの最も下となる位置に排出口を設け、かつその姿勢においてバッファタンク内面の下となる面をその排出口に向けて下降する傾斜面に形成したものであるから、製造工程においてバッファタンク内に残留した洗浄液を空気圧あるいは重力等により完全に排出することができる。したがって、従来のように、残留した洗浄液が、輸送中に印字ヘッドやマニホールド内で気泡や膜となって、印字ヘッドの噴射チャンネルを閉塞するということがなく、優れた品質の記録動作を行うことができる。
【００３２】
そして、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記ユニットが、印字ヘッドからインク滴を噴射する姿勢にあるとき、前記バッファタンクは、前記傾斜面を天井面として、バッファタンク内でインク中から分離した気泡を捕捉して前記排出口から排出するものであるから、記録動作状態において気泡を排出するための排出口を利用して、上記のように残留した洗浄液を排出することができ、洗浄液を排出するために特別な構成を設ける必要がなく、安価に製造することができる。
【００３３】
また、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記ユニットが、前記印字ヘッドからインク滴を噴射する姿勢にあるとき、インク供給源から前記バッファタンクにインクを供給する第１インク流路と、前記バッファタンクの排出口から前記インク供給源にインクを回収する第２インク流路と、前記インク供給源、第１インク流路、バッファタンク及び第２インク流路の間でインクを循環させて気泡を除去するポンプとをさらに備えたことで、記録動作状態において発生する気泡を効果的に排出することができる。
【００３４】
請求項４に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記バッファタンクは、前記ユニットが、前記印字ヘッドからインク滴を噴射する姿勢において下となる内面をほぼ平坦とし、その平坦な内面の外周から立ち上がった側面、またその平坦な内面と対向する前記傾斜面の天井面を有する。つまり、記録動作状態において、バッファタンク内に十分な量のインクを貯留し、また気泡を傾斜面の高いところに溜めて排出口からの排出を効率よく行うことができる。一方、製造工程において洗浄後、ユニットを倒立状態として上記のように残留した洗浄液を排出することができる。
【００３５】
請求項５に記載の発明は、請求項２から４のいずれかに記載の発明において、前記バッファタンクは、前記ユニットが、前記印字ヘッドからインク滴を噴射する姿勢において下となる内面よりも上方へ突出した位置に前記マニホールドと連通する連通孔を開口し、かつその突出した位置にフィルタを備えることで、フィルタをバッファタンク内面に装着するために、その装着部分を突出した形状としたものでも、上記の構成により、製造工程における洗浄後、残留した洗浄液を良好に排出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態によるインクジェット記録装置の図である。
【図２】図１のインクジェット記録装置の製造工程において、洗浄液を除去する工程を示す説明図である。
【図３】他の実施の形態のインクジェット記録装置の製造工程において、洗浄液を除去する工程を示す説明図である。
【符号の説明】
２　　　印字ヘッド
３　　　マニホールド
５　　　バッファタンク
５ａ　　底板
７　　　ケース
７ａ　　天井壁
８　　　インク流入筒
９　　　排出口
１０　　　連通孔
１１　　　フィルタ

Claims

複数の噴射チャンネルを有する印字ヘッドと、その印字ヘッドに供給するインクを貯留するバッファタンクと、そのバッファタンクと印字ヘッドとの間に位置しバッファタンクから供給されたインクを印字ヘッドの複数の噴射チャンネルに分配するマニホールドとを備え、
前記印字ヘッド、マニホールド及びバッファタンクからなる一体のユニットを所定の姿勢に置いたときに、前記バッファタンクの最も下となる位置に排出口を設け、かつその姿勢においてバッファタンク内面の下となる面をその排出口に向けて下降する傾斜面に形成したことを特徴とするインクジェット記録装置。
前記ユニットが、前記印字ヘッドからインク滴を噴射する姿勢にあるとき、前記バッファタンクは、前記傾斜面を天井面として、バッファタンク内でインク中から分離した気泡を捕捉して前記排出口から排出するものであることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
前記ユニットが、前記印字ヘッドからインク滴を噴射する姿勢にあるとき、インク供給源から前記バッファタンクにインクを供給する第１インク流路と、前記バッファタンクの排出口から前記インク供給源にインクを回収する第２インク流路と、前記インク供給源、第１インク流路、バッファタンク及び第２インク流路の間でインクを循環させて気泡を除去するポンプとをさらに備えることを特徴とする請求項２に記載のインクジェット記録装置。
前記バッファタンクは、前記ユニットが、前記印字ヘッドからインク滴を噴射する姿勢において下となる内面をほぼ平坦とし、その平坦な内面の外周から立ち上がった側面、またその平坦な内面と対向する前記傾斜面の天井面を有することを特徴とする請求項２に記載のインクジェット記録装置。
前記バッファタンクは、前記ユニットが、前記印字ヘッドからインク滴を噴射する姿勢において下となる内面よりも上方へ突出した位置に前記マニホールドと連通する連通孔を開口し、かつその突出した位置にフィルタを備えることを特徴とする請求項２から４のいずれかに記載のインクジェット記録装置。