JP2004114648A

JP2004114648A - インクジェット記録装置のバッファタンクおよびその製造方法

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Publication number: JP2004114648A
Application number: JP2002285158A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Arakawa; 荒川　眞行; Hirotake Nakamura; 中村　宙健
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 2002-09-30
Filing date: 2002-09-30
Publication date: 2004-04-15
Anticipated expiration: 2022-09-30
Also published as: JP4578766B2

Abstract

【課題】フィルタに気泡が付着されることを防ぎ、バッファタンクからインクジェットヘッドに確実にインクが供給されるようにしたインクジェット記録装置のバッファタンク、及びフィルタの内面に確実にプラズマ処理を施すことのできるバッファタンクの製造方法を提供する。
【解決手段】上蓋部材５５と底蓋部材５６とはそれぞれ別体に形成される。排出口１０を覆ってフィルタ１１が固着された底蓋部材５６の内面にプラズマ処理を施してフィルタ１１の表面改質が行われる。そして上蓋部材５５と底蓋部材５６とが固着され、バッファタンク５が形成される。フィルタ１１を底蓋部材５６に固着させてからプラズマ処理を行うので、フィルタ１１の内面に確実にプラズマ処理を施すことができる。濡れ性が向上したフィルタ１１には気泡が付着しにくく、その目に絡む気泡も排出され易くなるので、気泡の成長に起因するインクの噴射不良が起こりにくい。
【選択図】　図４

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関し、詳細には、インクジェットヘッドにインクを供給するためのインクを収容するバッファタンクに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、被記録媒体にインクを噴射して記録を行うインクジェット記録装置では、インク供給源からインク流路を介してインクジェットヘッドの複数の噴射チャンネルにインクを導き、発熱素子、圧電素子等のアクチュエータを選択的に駆動させて、前記噴射チャンネルの先端に設けられた噴射ノズルからインクの噴射を行っている。通常、インクジェットヘッドを搭載したヘッドユニットにインクを収容したインクカートリッジを装着して、そのインクカートリッジからインクの供給を受けたインクジェットヘッドからインク液滴の噴射が行われるが、大量のインクが消費される印刷を行う場合、ヘッドユニットにはインクカートリッジを搭載せずに、大容量のインクカートリッジが使用可能なインクジェット記録装置が利用される。
【０００３】
このようなインクジェット記録装置の例として、例えば特許文献１で示すように、インクジェットヘッドの各噴射チャンネルにインクを分配供給するマニホールドに対してインクを供給するバッファタンクに、ヘッドユニットとは独立に配置したインクカートリッジから可撓性のチューブ等を介してインクの供給を行うインクジェット記録装置がある。このようなインクジェット記録装置では、バッファタンクからマニホールドへのインクの供給を行う際に、インクに混入した異物や気泡等がマニホールドに侵入しないようにフィルタを設けている（特許文献１、００２７段落）。
【０００４】
一方、インクジェットヘッドへのインクの導入性をよくするために、マニホールドの内面にのみ、オゾン処理を施して親水性を向上させることが知られている（特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−２６０３８８号公報
【特許文献２】
特開平９−１９３３８０号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前記特許文献１の構成において、フィルタの表面の濡れ性がよくない、すなわちバッファタンクに充填されたインクに対する親水性が低いと、インクがフィルタを通過する際に分離された気泡がフィルタの表面や内部に付着し、それが核となって他の気泡と合一して成長し、気泡塊を形成し、フィルタの目詰まりを起こす場合がある。
【０００７】
発明者は、フィルタに、親水化処理例えばプラズマ処理を施すことを考えたが、フィルタは直径１ｃｍ程度の大きさであるため、プラズマ処理の放電エネルギーによって飛び散ってしまうことや、あるいは処理後の管理が徹底されていなかったりすることで、プラズマ処理を施した面が表裏どちらの面かわからなくなることがあり、その後の生産工程において、プラズマ処理が施されていない側の面をバッファタンクの内部側に向けて、フィルタの取り付けが行われてしまうことがあった。
【０００８】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、フィルタに気泡が付着されることを防ぎ、バッファタンクからインクジェットヘッドに確実にインクが供給されるようにしたインクジェット記録装置のバッファタンク、及びフィルタの内面に確実にプラズマ処理を施すことのできるバッファタンクの製造方法を提供する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明のインクジェット記録装置のバッファタンクは、インク供給源から管路を介して供給されるインクを貯留して、そのインクをインクジェットヘッドに供給するインクジェット記録装置のバッファタンクであって、当該バッファタンクの少なくとも上壁を構成し、その上壁に開口された供給口に前記管路が接続された上蓋部材と、前記バッファタンクの底壁を構成し、当該底壁に前記インクジェットヘッドにインクを供給するための排出口が開口された底蓋部材と、前記排出口を前記バッファタンクの内部側から覆って、その周縁に固着されたフィルタとを備え、前記底蓋部材は、少なくとも前記フィルタの前記バッファタンクの内部側の面に親水化処理が施されていることを特徴とする。
【００１０】
この構成のインクジェット記録装置のバッファタンクでは、フィルタのバッファタンクの内部側の面に親水化処理が施されているので、フィルタに気泡塊が形成されることがなく、目詰まりすることなく確実にインクジェットヘッドにインクを供給することができる。
【００１１】
また、請求項２に係る発明のインクジェット記録装置のバッファタンクの製造方法は、インク供給源から管路を介して供給されるインクを貯留して、そのインクをインクジェットヘッドに供給するインクジェット記録装置のバッファタンクの製造方法であって、前記バッファタンクの底壁を構成する底蓋部材であって、前記インクジェットヘッドにインクを供給するための排出口を有する底蓋部材を制作する底蓋製作工程と、前記底蓋部材の前記バッファタンクの内部側から、前記排出口の周縁に、その排出口を覆うフィルタを固着する固着工程と、前記バッファタンクの少なくとも上壁を構成し、その上壁に前記管路が接続される供給口を有する上蓋部材を制作する上蓋製作工程と、前記底蓋部材の少なくとも前記フィルタの前記バッファタンクの内部側の面に親水化処理を施す親水化工程と、前記上蓋部材と前記底蓋部材とを固着する接合工程とを有することを特徴とする。
【００１２】
この構成のインクジェット記録装置のバッファタンクの製造方法では、バッファタンクは、排出口にフィルタが溶着された後に、フィルタのバッファタンク内部側の面が親水化処理されるので、フィルタの所定面に親水化処理を確実に行うことができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化したインクジェット記録装置のバッファタンクおよびその製造方法の一実施の形態について説明する。まず、本発明が適用されるインクジェット記録装置の一例について、図面を参照して説明する。図１は、インクジェット記録装置におけるインク流路の概略を示す図である。
【００１４】
図１に示すように、インクジェット記録装置に着脱可能なヘッドユニット１は、インクジェットヘッド２と、マニホールド体３と、バッファタンク５と、チューブ１３，１５と、接続部材１４，１６とから構成されている。インクジェットヘッド２およびマニホールド体３はバッファタンク５とともにヘッドホルダ４に取り付けネジ６によって固定されている。また、ヘッドホルダ４から水平方向に延設された基板上には接続部材１４，１６が設けられており、それぞれの上部に接続された可撓性のチューブ１３，１５を介してバッファタンク５の上部にそれぞれ接続されている。そして、バッファタンク５やチューブ１３，１５などを覆って保護するカバー体１７がヘッドホルダ４の上部に取り付けられ、ヘッドユニット１の外壁を構成している。
【００１５】
インクジェットヘッド２は、内部に複数の噴射チャンネル（図示外）を有し、下面２ａにそれぞれの噴射チャンネルに連通する複数の噴射ノズル（図示外）を２列開口させている。公知のように、各噴射チャンネルにそれぞれ対応して圧電アクチュエータ（図示外）が設けられ、圧電アクチュエータの駆動により各噴射ノズルからインク液滴の噴射が行われるようになっている。
【００１６】
インクジェットヘッド２の上面に接着剤で固定されたマニホールド体３には、前記各列の噴射チャンネルに連通するようにそれぞれ形成されたマニホールド室３ａが２室、設けられている。マニホールド体３の各マニホールド室３ａ（図１では一方のみ示す）の上面には導入管１２がそれぞれ突出され、後述するバッファタンク５の底壁５ａに開口された排出口１０にジョイント管１８を介して接続されている。
【００１７】
ヘッドユニット１の接続部材１４，１６には、それぞれインク供給路３４，インク回収路３５が着脱可能に連結され、該流路を介してサブタンク３２が接続されている。このサブタンク３２には、インク供給源としてのインクタンク３０が可撓性のチューブ３１を介して接続されており、補充ポンプ３３の駆動によって、インクタンク３０よりインクが補充供給されるようになっている。
【００１８】
サブタンク３２に貯留されたインクは、インク回収路３５に設けられた循環ポンプ３６の駆動によって、サブタンク３２とバッファタンク５との間で循環されるようになっている。すなわち、循環ポンプ３６の駆動によって、サブタンク３２内のインクは、インク供給路３４、接続部材１４、チューブ１３およびインク流入筒８をとおってバッファタンク５に供給され、さらに回収口９からチューブ１５、接続部材１６およびインク回収路３５をとおってサブタンク３２に回収される。また、サブタンク３２の上面には大気開放部３２ａが設けられ、インクタンク３０から補充されるインクやバッファタンク５から回収されるインクに混入した気泡を大気中に排出している。
【００１９】
インクタンク３０とサブタンク３２は、ヘッドユニット１から分離され、インクジェット記録装置内の静止部分に設置されている。サブタンク３２内のインクの液面は、インクジェットヘッド２の噴射ノズルが開口された下面２ａよりも低い水準に位置するように配置されており、印刷が行われる場合には循環ポンプ３６が停止されることによって、下面２ａに対して負圧が作用するようになっている。
【００２０】
また、ヘッドユニット１は、図示外のキャリッジに保持され、被記録媒体の印刷面に対しインクジェットヘッド２の下面２ａが被記録媒体に対向する位置とパージ位置とに移動することができる。パージ装置４１は、パージ位置にあるインクジェットヘッド２と対向するように配置された吸引キャップ３７と、その吸引キャップ３７のゴム部材３７ａをインクジェットヘッド２の下面２ａに当接させるため、吸引キャップ３７を昇降させる昇降手段（図示外）と、吸引キャップ３７に接続された吸引パイプ３８を介して吸引を行う吸引ポンプ３９と、インクジェットヘッド２から吸引されるインク等が排出されるドレンタンク４０とで構成されている。前記パージ動作については後述する。
【００２１】
次に、図２〜図６を参照して、バッファタンク５の構造について説明する。図２は、バッファタンク５の平面図である。図３は、バッファタンク５の側面図である。図４は、バッファタンク５の側方断面図である。図５は、バッファタンク５の底面図である。図６は、バッファタンク５の底蓋部材５６の平面図である。
【００２２】
バッファタンク５は、下向きに開口した上蓋部材５５とその上蓋部材５５の開口下面を密閉して覆う底壁５ａとからなる。上蓋部材５５は、上壁７の外周からほぼまっすぐに側壁５ｂを垂下させ、その下端内周に、底壁５ａを嵌合、密着させている。図２に示すように底壁５ａは、平面視、略矩形をなし、その両端に前記ネジ６が挿通される孔６ａを有する取付腕が突設されている。そして、上壁７、側壁５ｂおよび底壁５ａで囲んだ内部にインクの貯留空間としての空洞が形成されている。
【００２３】
図３に示すように、上蓋部材５５の上壁７は、長手方向の一端側近傍から他端側近傍にかけて緩やかな斜面が形成されるように、その他端側近傍を頂とする突出形状を有し、その内面７ａ（図４参照）もそれに沿った形状を有している。そして、図４に示すように、上壁７の前記他端側近傍の最突出部に、インクおよび気泡を排出するための回収口９が開口されており、その回収口９を内包する筒状の嵌合部９ａが上壁７から上向きに突設され、その嵌合部９ａにはチューブ１５が嵌合固定される。この回収口９の付近は、底壁５ａを略水平な方向としてヘッドホルダ４に取り付けられるバッファタンク５の内部において、最も高い位置となる。
【００２４】
また、回収口９より上壁７の長手方向の前記一端側寄りの位置で、上壁７の長手方向の略中央の位置には、バッファタンク５にインクを供給するための筒状のインク流入筒８が垂下しており、バッファタンク５内のインク液面よりも低い位置においてその先端部８ａ（下端部）が開口されている。また、インク流入筒８に連続して、上壁７から上向きに、チューブ１３を嵌合固定するための筒状の嵌合部８ｃが突設されている。
【００２５】
また、図５に示すように、底蓋部材５６の底壁５ａに２箇所、マニホールド体３の２個の導入管１２と対応して排出口１０が開口されている。そして、図４に示すように、各排出口１０を内包する接続管１０ａが底壁５ａから下向きに突設されている。接続管１０ａは、ジョイント管１８を介してマニホールド体３の導入管１２と接続される。
【００２６】
次に、図６に示すように、底壁５ａの各排出口１０には、バッファタンク５の内部側から円形のフィルタ１１がそれぞれ張設されている。フィルタ１１はミクロン単位の金属製の繊維をシート状に焼結したフィルタである。繊維が複雑に絡み合った３次元構造を有し、内部空間率が高いので濾過抵抗が小さく、その目の大きさは約８μｍである。フィルタ１１は、バッファタンク５内に充填されるインクに混入した異物や気泡がマニホールド室３ａに流出されないように、その表面および内部で捕捉するようになっている。
【００２７】
このような構成のインクジェット記録装置では、例えば、納入後の初回動作時や、インクタンク３０を交換した場合などにおいて、インクジェットヘッド２からのインクの噴射を可能とするためのインク充填動作が行われる。図１に示すように、まず、補充ポンプ３３を駆動させ、インクタンク３０からサブタンク３２にインクを補充して、サブタンク３２内に所定量のインクを貯留させる。次に、吸引キャップ３７でインクジェットヘッド２の下面２ａを覆った状態で循環ポンプ３６を駆動させ、バッファタンク５内を負圧にする。すると、バッファタンク５内に、インク供給路３４、接続部材１４、チューブ１３およびインク流入筒８を介してサブタンク３２からインクが供給される。その後、後述するパージ動作が行われることによって、インクジェットヘッド２内を負圧とし、バッファタンク５内のインクを排出口１０から導入管１２、マニホールド室３ａを経て各噴射チャンネル（図示外）に充填する。
【００２８】
印刷動作中には循環ポンプ３６の駆動は停止される。インクジェットヘッド２からのインクの噴射にともなってバッファタンク５内のインクが消費されると、バッファタンク５内の圧力が低下し、サブタンク３２内のインクが引かれ、インク供給路３４を介してバッファタンク５内に補充される。なお、循環ポンプ３６の停止にともない、インク回収路３５は閉鎖される。
【００２９】
そして、前記インク充填動作時や、使用の途中などで、例えば使用者のスイッチ操作によって、または所定の条件が満たされた場合などにおいて、インクジェットヘッド２の噴射ノズル（図示外）からインクを吸引する、いわゆるパージ動作が行われる。
【００３０】
図１に示すように、パージ動作では、まず、吸引キャップ３７が噴射ノズルを覆うようにインクジェットヘッド２の下面２ａの接近し、吸引キャップ３７のゴム部材３７ａから噴射ノズルを枠囲みするようにリブ立ちされた突設部３７ｂが、その下面２ａに当接して吸引室３７ｃを形成する。そして、吸引室３７ｃの端部に開口された吸引口３７ｄより吸引パイプ３８を介して接続された吸引ポンプ３９が駆動され、吸引室３７ｃ内が陰圧となり、インクジェットヘッド２の内部、マニホールド室３ａ、導入管１２および排出口１０を介してバッファタンク５内のインクが吸引される。吸引されたインクは、フィルタ１１の目に絡む気泡や、マニホールド室３ａやインクジェットヘッド２内に残留する気泡を押し流し、噴射ノズルから吸引キャップ３７、吸引パイプ３８を介してドレンタンク４０に排出される。
【００３１】
インクとフィルタ１１との馴染み、すなわちインクに対するフィルタ１１の濡れ性がよくないと、印刷動作中、バッファタンク５からインクジェットヘッド２へ供給されるインクから、気泡が分離され、フィルタ１１の表面や内部に付着し、それが核となって、気泡塊を生じることがある。上記のパージ動作においても、この気泡を完全には除去できず、残留した気泡が成長して、印刷の際に噴射不良等の悪影響を及ぼすことがあるため、フィルタ１１には、その表面にプラズマ処理が施される。このプラズマ処理は、例えば真空中でガスに高電圧を放電させてできるプラズマ状態中にフィルタ１１を置き、その表面の洗浄と改質を行う処理であり、この処理によってフィルタ１１のインクに対する濡れ性を向上させることができる。すなわち、フィルタ１１のインクに対する親和性が向上し、フィルタ１１に気泡が付着しにくくなり、また、その目に絡む気泡も、それが成長する前に排出することができ、フィルタ１１を通過するインクの流動抵抗を均一にすることができる効果があるので、バッファタンク５の生産工程の一工程としてこのプラズマ処理が行われる。
【００３２】
バッファタンク５を構成する上蓋部材５５および底蓋部材５６は、例えば射出成型などの手段によってそれぞれ別体に形成される（上蓋製作工程、底蓋製作工程）。そして、図６に示すように、成形された底蓋部材５６の上面に開口する２つの排出口１０を覆うように、フィルタ１１が、例えば熱溶着や超音波溶着などの公知の手段によって、前記排出口１０の周縁に固着される（固着工程）。次に、底蓋部材５６に対し、公知のプラズマ処理装置等によって、底蓋部材５６の底蓋部材５６の内面（バッファタンク５の内部側の面）にプラズマ処理を施し、底壁５ａや、その面に固着されたフィルタ１１の表面改質が行われる（親水化工程）。そして、上蓋部材５５と底蓋部材５６とが熱溶着または超音波溶着等の手段で固着され（接合工程）、バッファタンク５が形成される。
【００３３】
以上説明したように、インクジェット記録装置のバッファタンク５に張設されるフィルタ１１にはプラズマ処理が施される。このプラズマ処理は、バッファタンク５の製造時に、バッファタンク５を構成する底蓋部材５６にフィルタ１１を固着させてから行われるので、フィルタ１１のバッファタンク５内側の面に対して確実にその処理を行うことができる。そして、プラズマ処理が施されたフィルタ１１はインクに対する濡れ性が向上し、気泡が付着しにくくなるので、その目に絡む気泡も排出されやすくなる。このため、気泡の成長に起因するインクの噴射不良が起こりにくい。
【００３４】
なお、本発明は各種の変形が可能なことは言うまでもない。例えば、プラズマ処理はフィルタ１１の固着された底蓋部材５６に対して行われるが、少なくともフィルタ１１の部分に対して行われればよい。また、親水化工程では、プラズマ処理の代わりに公知のオゾン処理を施してもよい。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に係る発明のインクジェット記録装置のバッファタンクでは、フィルタのバッファタンクの内部側の面に親水化処理が施されているので、フィルタの表面や内部に気泡が付着しにく、また、目に絡む気泡がパージ時にインクとともに排出されやすくなることで、表面に付着する気泡や目に絡んだまま残留する気泡の成長によるフィルタの目詰まりを防止し、噴射不良等のトラブルを防止することができる。
【００３６】
また、請求項２に係る発明のインクジェット記録装置のバッファタンクの製造方法では、バッファタンクは、排出口にフィルタが溶着された後に、フィルタのバッファタンク内部側の面が親水化処理されるので、フィルタの所定面に親水化処理を確実に行うことができる。従って、インクがフィルタに馴染みやすくなるので、フィルタの表面や内部に気泡が付着しにくくなり、また、目に絡む気泡がパージ時にインクとともに排出されやすくなることで、表面に付着する気泡や目に絡んだまま残留する気泡の成長によるフィルタの目詰まりを防止し、噴射不良等のトラブルを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、インクジェット記録装置におけるインク流路の概略を示す図である。
【図２】図２は、バッファタンク５の平面図である。
【図３】図３は、バッファタンク５の側面図である。
【図４】図４は、バッファタンク５の側方断面図である。
【図５】図５は、バッファタンク５の底面図である。
【図６】図６は、バッファタンク５の底蓋部材５６の平面図である。
【符号の説明】
２　　インクジェットヘッド
５　　バッファタンク
５ａ　底壁
７　　上壁
１０　　排出口
１１　　フィルタ
３４　　インク供給路
３５　　インク回収路
５５　　上蓋部材
５６　　底蓋部材

Claims

インク供給源から管路を介して供給されるインクを貯留して、そのインクをインクジェットヘッドに供給するインクジェット記録装置のバッファタンクであって、
当該バッファタンクの少なくとも上壁を構成し、その上壁に開口された供給口に前記管路が接続された上蓋部材と、
前記バッファタンクの底壁を構成し、当該底壁に前記インクジェットヘッドにインクを供給するための排出口が開口された底蓋部材と、
前記排出口を前記バッファタンクの内部側から覆って、その周縁に固着されたフィルタと
を備え、
前記底蓋部材は、少なくとも前記フィルタの前記バッファタンクの内部側の面に親水化処理が施されていることを特徴とするインクジェット記録装置のバッファタンク。
インク供給源から管路を介して供給されるインクを貯留して、そのインクをインクジェットヘッドに供給するインクジェット記録装置のバッファタンクの製造方法であって、
前記バッファタンクの底壁を構成する底蓋部材であって、前記インクジェットヘッドにインクを供給するための排出口を有する底蓋部材を制作する底蓋製作工程と、
前記底蓋部材の前記バッファタンクの内部側から、前記排出口の周縁に、その排出口を覆うフィルタを固着する固着工程と、
前記バッファタンクの少なくとも上壁を構成し、その上壁に前記管路が接続される供給口を有する上蓋部材を制作する上蓋製作工程と、
前記底蓋部材の少なくとも前記フィルタの前記バッファタンクの内部側の面に親水化処理を施す親水化工程と、
前記上蓋部材と前記底蓋部材とを固着する接合工程と
を有することを特徴とするインクジェット記録装置のバッファタンクの製造方法。