JP2009083379A - 液滴吐出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ダンパー性能を効果的に向上させる。
【解決手段】本発明のインクジェットプリンタ１は、キャリッジ３２上に設けられ、冷却液流入口２２ｂ及び冷却液流出口２２ｃを有する冷却液流路４３と、冷却液流入口２２ｂに接続された冷却液往路５５と、冷却液流出口２２ｃに接続された冷却液復路５６とを備え、キャリッジ側インク流路４２がキャリッジ３２から走査方向の一方側に導出され、冷却液往路５５及び冷却液復路５６がキャリッジ３２から走査方向の他方側に導出され、キャリッジ側インク流路４２と冷却液流路４３とが相互に圧力伝達可能となるように、キャリッジ側インク流路４２と冷却液流路４３とが部分的に圧力伝達手段５０を介して仕切られている。
【選択図】図９

Description

本発明は、インクジェットプリンタ等のような液滴吐出装置に関するものである。

従来、インクカートリッジから可撓性を有するインク供給チューブを介して供給されるインクをキャリッジ上のバッファタンクで一時貯留し、該バッファタンクからインクジェットヘッドにインクを適宜供給し、該インクジェットヘッドのノズルからインクを吐出して用紙等に画像を記録させるチューブ供給方式のインクジェットプリンタが知られている（例えば、特許文献１参照）。

このインクジェットプリンタでは、往復移動するキャリッジの加減速によりインク供給チューブ内のインクに慣性力による加速度が付与される。そうすると、インクジェットヘッド内のインクに圧力波が伝播して、インクジェットヘッドのノズルに形成されているメニスカスに悪影響を及ぼし、印刷品質が低下することとなる。そのため、インクジェットヘッドの上流側のバッファタンクに可撓性膜で封止されたダンパー室を設け、インクにかかる動圧を吸収するようにしている。
特開２００５−２７１５４６号公報

しかしながら、近年はインクジェットプリンタの小型化の要請に伴って、キャリッジ及びその搭載部品が小型化される傾向にあり、ダンパー室も小さくならざるを得ない。そして、ダンパー室が小さくなって可撓性膜の面積が小さくなると、圧力変動を吸収する性能は低下してしまうこととなる。

そこで本発明は、ダンパー性能を効果的に向上させることを目的としている。

本発明は上述のような事情に鑑みてなされたものであり、本発明に係る液滴吐出装置は、記録体に対して一方向に往復走査されるキャリッジ上に液滴吐出ヘッドが設けられ、記録液供給源からの記録液が記録液流路を介して前記キャリッジ上の液滴吐出ヘッドに供給される液滴吐出装置であって、前記キャリッジ上に設けられ、冷却液流入口及び冷却液流出口を有する冷却液流路と、前記冷却液流入口に接続された冷却液往路と、前記冷却液流出口に接続された冷却液復路と、を備え、前記記録液流路が、前記キャリッジから走査方向の一方側に導出され、前記冷却液往路及び前記冷却液復路の少なくとも一方が、前記キャリッジから走査方向の他方側に導出され、前記記録液流路と前記冷却液流路とが相互に圧力伝達可能となるように、前記記録液流路と前記冷却液流路とが部分的に圧力伝達手段を介して仕切られていることを特徴とする。

前記構成によれば、キャリッジの移動により生じる記録液流路内の記録液の圧力変動が圧力伝達手段を介して冷却液流路内の冷却液に伝達されるので、記録液流路内の記録液の圧力変動を冷却液流路内の冷却液で吸収することができる。具体的には、キャリッジから記録液流路を導出する向きと、冷却液往路及び冷却液復路の少なくとも一方を導出する向きとが反対であるため、往復移動するキャリッジの加減速に伴って、記録液流路の記録液に慣性力による正圧が発生した場合は、冷却液流路内の冷却液には慣性力による負圧が発生する。逆に、キャリッジの移動による慣性力で記録液流路の記録液に負圧が発生した場合は、冷却液流路内の冷却液には慣性力により正圧が発生する。かつ、記録液流路と冷却液流路とは、相互に圧力伝達可能となるように圧力伝達手段を介して仕切られている。その結果、キャリッジの移動により生じる記録液流路内の記録液の圧力変動は、冷却液流路で吸収することが可能となる。よって、冷却用の冷却液流路を圧力変動吸収用にも利用して、ダンパー性能を効果的に向上させることができる。

前記冷却液復路の流路抵抗は、前記冷却液往路の流路抵抗よりも小であってもよい。

前記構成によれば、記録液流路から冷却液流路に圧力が加わると、冷却液流路内の冷却液が流路抵抗の小さい冷却液復路へとスムーズに導かれて、効果的に圧力吸収することができる。また、冷却液流路内の冷却液が冷却液復路へと流れやすくなるので、冷却液の循環が促進されて、放熱効率も向上する。

前記冷却液復路の内径は、前記冷却液往路の内径よりも大であってもよい。

前記構成によれば、簡素な構成でありながら、冷却液復路の流路抵抗を冷却液往路の流路抵抗よりも小さくすることができる。

前記圧力伝達手段は、前記記録液流路の一部を形成する記録液可撓壁と、前記冷却液流路の一部を形成する冷却液可撓壁と、前記各可撓壁間に封止された空気層とを有していてもよい。

前記構成によれば、記録液流路と冷却液流路とは各可撓壁及び空気層を介して互いに隣り合うように配置されているため、正圧がかかっている流路の容積が大きくなり且つ負圧がかかっている流路の容積が小さくなるように各可撓壁が変形し、正圧及び負圧を交換的に吸収することができる。また、記録液流路及び冷却液流路を画定する各可撓壁の間に封止された空気層が介在しているので、記録液流路で生じる圧力変動をより柔軟に吸収することができる。

前記キャリッジ上には、前記記録液流路の一部分を構成するための平板状の流路形成部材が設けられており、前記記録液可撓壁は、前記流路形成部材に接合されるダンパーフィルムからなり、かつ、前記流路形成部材から離反する方向に膨出する膨出部を有し、前記膨出部が前記流路形成部材との間で前記記録液流路の前記一部分を形成しており、前記流路形成部材には、前記膨出部を囲むように突出した周状リブが形成されていてもよい。

前記構成によれば、記録液可撓壁は膨出部により立体的に形成されているため、従来の平面状のダンパー壁に比べて変形可能量が大きくなる。よって、平面視の占有面積が小さくても大きな圧力変動吸収効果が得られ、装置のコンパクト化を図ることができる。さらに、周状リブが膨出部を囲む位置に設けられているので、製造時において周状リブがダンパーフィルムを風等から保護し、ダンパーフィルムを流路形成部材に対して正しく接合しやすくなる。また、周状リブにより平板状の流路形成部材の剛性が向上して変形しにくくなるので、記録液流路のシール性も向上する。

前記記録液流路は、前記キャリッジから走査方向の一方側に導出される記録液継手管と、前記記録液継手管と前記記録液供給源とを接続する記録液供給管とを有し、かつ、前記記録液継手管は前記記録液供給管よりも硬度が大きく、前記冷却液往路及び冷却液復路の少なくとも一方は、前記キャリッジから走査方向の他方側に導出される冷却液継手管と、前記冷却液継手管に接続される冷却液流通管とを有し、かつ、前記冷却液継手管は前記冷却液流通管よりも硬度が大きくてもよい。

前記構成によれば、キャリッジから走査方向の一方側に導出される記録液継手管が硬質であり、記録液継手管の記録液や記録液供給管の記録液継手管との接続側にある記録液には、走査方向の慣性力が加わって記録液流路に圧力変動が生じる。一方、キャリッジから走査方向の他方側に導出される冷却液継手管が硬質であり、冷却液継手管の冷却液や冷却液流通管の冷却液継手管との接続側にある冷却液には、記録液とは逆方向の慣性力が加わって冷却液流路に記録液流路とは逆の圧力変動が生じる。よって、記録液流路の圧力変動を冷却液流路で効果的に吸収することができる。

前記冷却液流通管の内径は、前記記録液供給管の内径よりも大であり、前記冷却液流通管及び前記記録液供給管は可撓性を有し、前記冷却液流通管の硬度は、前記記録液供給管の硬度よりも小であってもよい。

前記構成によれば、冷却液流通管は、記録液供給管に比べて内径が大きいが、硬度は小さくなっているので、冷却液流通管を曲げて取り回す際の曲率を大きくすることができ、装置のコンパクト化を図ることが可能となる。

前記冷却液往路及び前記冷却液復路の両方が、前記キャリッジから走査方向の他方側に導出され、前記冷却液流路のうち前記圧力伝達手段を介して前記記録液流路と隣接する位置の上流及び下流に逆止弁が設けられていてもよい。

前記構成によれば、キャリッジが走査方向の他方側でターンするとき、記録液流路のキャリッジの一方側に導出された部分にある記録液の慣性力により記録液流路に正圧が加わる一方、冷却液復路内の冷却液の慣性力により冷却液流路には負圧が加わる。その際、冷却液流路からは冷却液が冷却液復路に流出するが、逆止弁により冷却液往路からは冷却液が冷却液流路に流入せず、冷却液流路の負圧が増加する。よって、記録液流路に加わる正圧を効果的に吸収することが可能となる。キャリッジが走査方向の一方側でリターンするときも、正圧／負圧が逆になるだけで同様である。

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、キャリッジの移動により生じる記録液流路内の記録液の圧力変動が圧力伝達手段を介して冷却液流路で吸収されるので、冷却用の冷却液流路を圧力変動吸収用にも利用してダンパー性能を効果的に向上させることができる。

以下、本発明に係る実施形態を図面を参照して説明する。なお、以下の説明ではインクジェットヘッドからインクを吐出する方向を下方とし、その反対側を上方とする。

図１は本発明の実施形態に係るインクジェットプリンタ１の要部を示す概略斜視図である。図１に示すように、インクジェットプリンタ１（液滴吐出装置）は、一対のガイドレール２，３が略平行に配設されており、そのガイドレール２，３にヘッドユニット４が走査方向にスライド可能に支持されている。ヘッドユニット４は、一対のプーリー５，６に巻き掛けられたタイミングベルト７に接合されており、タイミングベルト７はガイドレール３の延在方向と略平行に配設されている。一方のプーリー６には正逆回転駆動するモータ（図示せず）が設けられており、そのプーリー６が正逆回転駆動されることでタイミングベルト７が往復移動し、ヘッドユニット４がガイドレール２，３に沿って一方向に往復走査される。

ヘッドユニット４には、４つのインクカートリッジ８（記録液供給源）からの４色のインク（ブラック、シアン、マゼンダ、イエロー）を夫々供給する４本の可撓性を有するインク供給チューブ９（記録液供給管）が接続されている。ヘッドユニット４には、インクジェットヘッド３３（図４参照）が搭載されており、その下方で走査方向と直角する方向（紙送り方向）に搬送される被記録体（例えば、記録用紙）に向けてインクジェットヘッド３３からインク（記録液）が吐出される構成となっている。

また、ヘッドユニット４には、冷却液往路を形成するための可撓性を有する往路チューブ１０（冷却液流通管）と、冷却液復路を形成するための可撓性を有する復路チューブ１１（冷却液流通管）とが接続されており、往路チューブ１０と復路チューブ１１とはラジエータタンク１２で連結されて互いに循環可能となっている。さらに、ヘッドユニット４には、ヘッドユニット４の流路内にトラップされたエアを抜き出すための可撓性を有する負圧吸引チューブ１３の一端が接続されており、その負圧吸引チューブ１３の他端は負圧ポンプ１４に接続されている。

図２は図１に示すインクジェットプリンタ１のヘッドユニット４の斜視図である。図３は図１に示すインクジェットプリンタ１のヘッドユニット４の平面図である。図４は図１に示すインクジェットプリンタ１のヘッドユニット４の分解斜視図である。なお、図４では流路形成部材２２の上面に溶着されるフィルムの図示が省略されている。図２乃至図４に示すように、ヘッドユニット４は、ジョイント２０，２１、流路形成部材２２、逆止弁２３〜２５，ネジ２６、気液分離膜２７，２９、フラットフィルム２８、ダンパーフィルム３０、弾性シール部材３１、キャリッジ３２及びインクジェットヘッド３３を備えている。

インク用のジョイント２０は、流路形成部材２２の上面に取り付けられる基部２０ａと、基部２０ａからキャリッジ３２の走査方向の一方側（図２中左側）に導出された４本のインク継手管部２０ｂ（記録液継手管）とを有している。インク継手管部２０ｂには、インク供給チューブ９が接続されている。ジョイント２０は硬質な樹脂（例えば、ポリプロピレン等）からなり、インク供給チューブ９は軟質な樹脂（例えば、ナイロン等）からなり、ジョイント２０はインク供給チューブ９よりも硬度が大きくなっている。よって、インク供給チューブ９におけるインク継手管部２０ｂとの接続部分付近は、キャリッジ３２の走査方向の一方側（図２中左側）に導出された状態が保たれている。

冷却液用及び負圧吸引用のジョイント２１は、流路形成部材２２の上面に取り付けられる基部２１ａと、基部２１ａからキャリッジ３２の走査方向の他方側（図２中右側）に導出された４本の継手管部２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅとを有している。４本の継手管部２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅのうち２本は、冷却液用の冷却液継手管部２１ｂ，２１ｃであり、うち１本は負圧吸引用の負圧継手管部２１ｄであり、残りの１本は不使用の継手管部２１ｅである（部品共用化を図るべくジョイント２１はジョイント２０と同一構造であるため、使用しない継手管部２１ｅが存在する）。

冷却液継手管部２１ｂには往路チューブ１０が接続され、冷却液継手管部２１ｃには復路チューブ１１が接続され、負圧用継手管部２１ｄには負圧吸引チューブ１３が接続されている。ジョイント２１は硬質な樹脂（例えば、ポリプロピレン等）からなり、往路チューブ１０、復路チューブ１１及び負圧吸引チューブ１３は軟質な樹脂（例えば、ナイロン等）からなり、ジョイント２１は往路チューブ１０、復路チューブ１１及び負圧吸引チューブ１３よりも硬度が大きくなっている。よって、往路チューブ１０、復路チューブ１１及び負圧吸引チューブ１３における冷却液継手管部２１ｂ，２１ｃ，２１ｄとの接続部分付近は、キャリッジ３２の走査方向の他方側（図２中右側）に導出された状態が保たれている。

流路形成部材２２は、略平板状であり、その上下面に複数の溝が形成されており、その溝を封止するように上下面にフィルムを熱溶着することで複数の流路が設けられている。具体的には、流路形成部材２２には、紙送り方向の下流側かつ走査方向の他方側の上面に４つのインク流入口２２ａが設けられている。また、流路形成部材２２には、紙送り方向の下流側かつ走査方向の一方側の上面に、冷却液流入口２２ｂ、冷却液流出口２２ｃ及び負圧吸引口２２ｄが設けられている。そして、流路形成部材２２には、インク流入口２２ａに連通するキャリッジ側インク流路４２と、冷却液流入口２２ｂ及び冷却液流出口２２ｃに連通する冷却液流路４３と、負圧吸引口２２ｄに連通するエア排出流路４４とが設けられている。

さらに、冷却液流路４３の途中には３つの逆止弁２３〜２５が配置されている。これら逆止弁２３〜２５は、冷却液流入口２２ｂから冷却液流出口２２ｃに向けた冷却液の流れを許容する一方、冷却液流出口２２ｃから冷却液流入口２２ｂに向けた冷却液の流れを阻止するものである。より具体的には、冷却液流入口２２ｂから冷却液流出口２２ｃに向けた冷却液の流れが流路形成部材２２の下面から上面へ向かう箇所において、冷却液流路４３に、下方側の小径流路と、前記小径流路の上方側に連続する大径流路とが設けられており、前記大径流路に止水フィルムが逆止弁２３〜２５として配置されている。前記逆止弁２３〜２５は、前記小径流路より大径で前記大径流路よりも小径であり、冷却液よりも比重が大きく浮動自在となっている。これにより、冷却液が冷却液流入口２２ｂから冷却液流出口２２ｃに向かうと逆止弁２３〜２５が浮いて前記小径流路と前記大径流路とを連通させる一方、冷却液が冷却液流出口２２ｃから冷却液流入口２２ｂに向かうと逆止弁２３〜２５が沈んで前記小径流路を塞ぐようになっている。また、流路形成部材２２の所要箇所には、ネジ２６を挿入する貫通孔２２ｈが設けられている。

図５は図４に示すヘッドユニット４の流路形成部材２２及びダンパーフィルム３０の下方から見た斜視図である。図５に示すように、流路形成部材２２の下面に形成された溝をフラットフィルム２８で封止して各種流路が形成されている。流路形成部材２２の下面には周状リブ２２ｊが下方に向けて突出している。その周状リブ２２ｊの内側には、マッチモールド法により立体的に熱間成形された可撓性を有する単層の薄膜樹脂からなるダンパーフィルム３０が熱溶着されている。そして、流路形成部材２２の下面とダンパーフィルム３０との間で、インク流路の一部分でありインクの圧力変動を緩和する大インクダンパー室４０及び小インクダンパー室４１が形成されている。

図６は図５に示す流路形成部材２２の下方から見た要部拡大斜視図である。図６に示すように、流路形成部材２２の下面における周状リブ２２ｊの内側には、ダンパーフィルム３０が溶着される大周状隆起部２２ｋが設けられており、その大周状隆起部２２ｋは、４種類のインク毎に平面視で略長方形状の大インクダンパー室４０（図５参照）を区画するように流路形成部材２２の長手方向（紙送り方向）に並設されている。また、大周状隆起部２２ｋに隣接して小周状隆起部２２ｓが設けられており、４種類のインク毎に平面視で略長方形状の小インクダンパー室４１（図５参照）を区画するように流路形成部材２２の幅方向（走査方向）に並設されている。

流路形成部材２２の下面における大周状隆起部２２ｋの内側には、その長辺方向（走査方向）の両側に流入口２２ｍ及び流出口２２ｎが形成されている。流入口２２ｍ及び流出口２２ｎは、流路形成部材２２の上面のキャリッジ側インク流路４２と連通する孔である。流入口２２ｍと流出口２２ｎとの間には、ダンパーフィルム３０の後述する大膨出部３０ｂ〜ｅ内の大インクダンパー室４０に向けて突出する突起部２２ｐ，２２ｑが設けられている。これら突起部２２ｐ，２２ｑは、後述する大膨出部３０ｂ〜ｅが大気圧中にある状態において膨出部３０ｂ〜ｅと非接触となるように設けられている。突起部２２ｐと突起部２２ｑとの間には、気液分離膜２９（半透膜）が取り付けられる膜取付部２２ｒが平面視で略長方形状に凹設されている。気液分離膜２９は、気体を透過させ、液体を透過させないものである。膜取付部２２ｒに取り付けられた気液分離膜２９は、後述する大膨出部３０ｂ〜ｅの開口３０ｘに対向する。膜取付部２２ｒには、流路形成部材２２の上面のエア排出流路４４と連通する孔２２ｘ（図９参照）が設けられている。

流路形成部材２２の下面における小周状隆起部２２ｓの内側には、その長辺方向（紙送り方向）の両側に流入口２２ｔ及び流出口２２ｕが形成されている。流入口２２ｔ及び流出口２２ｕは、流路形成部材２２の上面のキャリッジ側インク流路４２と連通する孔である。流路形成部材２２の周状リブ２２ｊには、その流出口２２ｕに流路形成部材２２の上面側で連通した４つのインク通路２２ｊ１が上下方向に形成されている。そして、流路形成部材２２の上面には、インク通路２２ｊ１及び流出口２２ｕに対応する位置を覆う気液分離膜２７が取り付けられている。気液分離膜２７は、気体を透過させ、液体を透過させないものである。

また、流路形成部材２２の周状リブ２２ｊの紙送り方向の下流側には、冷却液流路４３からの冷却液が下方へ流れる冷却液通路２２ｊ２が形成されている。流路形成部材２２の周状リブ２２ｊの紙送り方向の奥側における走査方向の両側には、後述する冷却液ダンパー室４９からの冷却液が上方へ流れる一対の冷却液通路２２ｊ３が形成されている。流路形成部材２２の周状リブ２２ｊの外側における冷却液通路２２ｊ３の近傍には、冷却液が下方に流れる一対の冷却液通路筒部２２ｖが形成されている。流路形成部材２２の周状リブ２２ｊの外側における紙送り方向の下流側には、後述するＩＣチップ冷却通路５１からの冷却液が上方に流れる一対の冷却液通路筒部２２ｗが形成されている。また、流路形成部材２２の周状リブ２２ｊには、内側の２つのインク通路２２ｊ１の間に、後述する冷却液ダンパー室４９を気液分離膜２７に連通させる冷却液通路２２ｊ４が上下方向に形成されている。

図７は図５に示すダンパーフィルム３０の上方から見た斜視図である。図７に示すように、ダンパーフィルム３０は、流路形成部材２２の大周状隆起部２２ｋ及び小周状隆起部２２ｓ（図６参照）に接合される接合面３０ａと、接合面３０ａに形成されて大周状隆起部２２ｋ及び小周状隆起部２２ｓ（図６参照）より若干小さい略長方形状の開口３０ｘ，３０ｙと、開口３０ｘ，３０ｙの周縁から流路形成部材２２（図５参照）から離反する重力方向に立体的に膨出する大膨出部３０ｂ〜ｅ及び小膨出部３０ｆ〜ｉ（記録液可撓壁）とを有している。よって、ダンパーフィルム３０の接合面３０ａを流路形成部材２２に接合して開口３０ｘ，３０ｙを塞ぐことで、４つの大膨出部３０ｂ〜ｅの内部空間が４種類のインク流路の一部分である大インクダンパー室４０を形成し、４つの小膨出部３０ｆ〜ｉの内部空間が４種類のインク流路の一部分である小インクダンパー室４１を形成する。即ち、１種類のインクにつき上流側に大インクダンパー室４０が配置され、下流側に小インクダンパー室４１が配置され、１つのキャリッジ側インク流路４２中にインクダンパー室４０，４１が複数配置されている。

大膨出部３０ｂ〜ｅは、開口３０ｘの長辺の縁部から重力方向に突出して互いに対向する一対の主平面３０ｊ，３０ｋ，３０ｑ，３０ｒと、開口３０ｘの短辺の縁部から重力方向に突出して互いに対向する一対の副面３０ｍ，３０ｎ，３０ｓ，３０ｔと、主平面３０ｊ，３０ｋ，３０ｑ，３０ｒと副面３０ｍ，３０ｎ，３０ｓ，３０ｔとを互いに接続する副面３０ｐ，３０ｕとを有している。つまり、面積の大きい主平面３０ｊ，３０ｋ，３０ｑ，３０ｒが撓んで大膨出部３０ｂ〜ｅ内の空間に大きな容積変化が生じうるようにすることで、上方から見た平面視における大膨出部３０ｂ〜ｅの面積が小さくても大きな圧力変動吸収効果を得ることができるようになっている。

大膨出部３０ｂと大膨出部３０ｃとは、互いに重力方向の長さが異なるだけで略同一形状である。大膨出部３０ｄ及び大膨出部３０ｅの副面３０ｓ，３０ｔには、主平面３０ｑ，３０ｒに直交する断面が谷状である谷部３０ｖ，３０ｗが設けられている。また、大棒出部３０ｄ及び大膨出部３０ｅの副面３０ｕは、主平面３０ｑ，３０ｒに直交する断面が山状である山部となっている。つまり、谷状又は山状の副面３０ｓ，３０ｔ，３０ｕによる蛇腹効果で主平面３０ｑ，３０ｒがその法線方向に移動しうるため、平面視における大膨出部３０ｄ，３０ｅの面積が小さくても、より大きな圧力変動吸収効果を得ることができるようになっている。また、小膨出部３０ｆ〜ｉは、大膨出部３０ｂ，３０ｃよりも小さいだけで形状は略同一であるため詳細な説明は省略する。なお、谷部又は山部は、全ての大膨出部３０ｂ〜ｅの副面に設けてもよいし、全く設けなくてもよい。

再び図４に戻ると、弾性シール部材３１は、ゴム等の弾性材からなり、平面視で略長方形状の平板部３１ａ（冷却液可撓壁）を有している。平板部３１ａの上面中央部分には、ダンパーフィルム３０の大膨出部３０ｂ〜ｅ及び小膨出部３０ｆ〜ｉに対応するように平面視で長方形状の凹部３１ｂが形成されて薄肉となっている。平板部３１ａの走査方向の両側端面には、後述するＩＣチップ３７に向けて突出する押圧部３１ｈが設けられている。

平板部３１ａの紙送り方向（長手方向）の上流側には、流路形成部材２２の４つのインク通路２２ｊ１（図６参照）に液密的に連通する４つのインク孔３１ｃが形成されている。平板部３１ａの紙送り方向の下流側には、流路形成部材２２の冷却液通路２２ｊ２（図６参照）に液密的に連通する冷却液孔３１ｄが形成されている。平板部３１ａのインク孔３１ｃの走査方向の両側には、流路形成部材２２の一対の冷却液通路２２ｊ３（図６参照）に液密的に連通する一対の冷却液孔３１ｅが形成されている。平板部３１ａの４つのインク孔３１ｃのうち内側の２つのインク孔の間には、流路形成部材２２の冷却液通路２２ｊ４（図６参照）に液密的に連通する冷却液孔３１ｆが形成されている。

平板部３１ａの走査方向の両側上方には、平板部３１ａと一体的に連続する棒状部３１ｊ，３１ｋが平板部３１ａの長手方向に沿って延在している。棒状部３１ｊ，３１ｋの下面には、後述するキャリッジ３２の冷却液が流れる溝部３２ｆに上方から圧入して封止する帯状突起部３１ｍ，３１ｎが形成されている。棒状部３１ｊ，３１ｋの紙送り方向の上流側には、流路形成部材２２の一対の冷却液通路筒部２２ｖ（図６参照）に液密的に連通する一対の冷却液通路筒部３１ｐが形成されている。棒状部３１ｊ，３１ｋの紙送り方向の下流側には、流路形成部材２２の一対の冷却液通路筒部２２ｗ（図６参照）に液密的に連通する一対の冷却液通路筒部３１ｑが形成されている。

キャリッジ３２は、樹脂からなり、凹状部３２ａと、その凹状部３２ａの紙送り方向（長手方向）の両側上端からフランジ状に突出してガイドレール２，３（図１参照）に案内されるレールガイド部３２ｂとを有している。レールガイド部３２ｂには、ネジ２６が締結されるネジ穴３２ｈが設けられている。凹状部３２ａは、その底壁部３２ｃの紙送り方向（長手方向）の上流側に、弾性シール部材３１のインク孔３１ｃと液密的に連通するインク孔３２ｇが形成されている。凹状部３２ａの走査方向の両側は、外壁部３２ｄ及び内壁部３２ｅを有する二重壁構造となっている。外壁部３２ｄと内壁部３２ｅとの間には、ＩＣチップ冷却通路５１となる溝部３２ｆが形成されている。また、内壁部３２ｅ及びレールガイド部３２ｂには、アルミニウム等の金属からなるヒートシンク４５，４６がインサート成形により埋設されている。さらに、内壁部３２ｅよりも内側において底壁部３２ｃには、流路形成部材２２の周状リブ２２ｊに対応する位置にシール台部３２ｊが上方に突出している。そのシール台部３２ｊと内壁部３２ｅとの間には、後述するフレキシブルフラット配線材３６の延出部３６ａ，３６ｂを下方から上方に挿通させるためのスリット部３２ｋが底壁部３２ｃに設けられている。

インクジェットヘッド３３は、キャリッジ３２の底壁部３２ｃの下面に取り付けられている。インクジェットヘッド３３は、インクを４つのインク流入口３４ａから多数のノズル（図示せず）まで導く複数のインク室を有する流路ユニット３４と、その流路ユニット３４の上面に積層されて流路ユニット３４内のインクにノズルに向かう吐出圧力を選択的に付与する圧電駆動式のアクチュエータ３５とを有している。流路ユニット３４のインク流入口３４ａはフィルタ３８で覆われている。インク流入口３４ａは、キャリッジ３２のインク孔３２ｇと液密的に連通している。

アクチュエータ３５の上面には、フレキシブルフラット配線材３６が接合されている。フレキシブルフラット配線材３６は、アクチュエータ３５の上面より走査方向の両側に向けて延出する一対の延出部３６ａ，３６ｂを有しており、一対の延出部３６ａ，３６ｂの下面側（一対の延出部３６ａ，３６ｂを上方に向けた状態では外面側）にアクチュエータ駆動用のＩＣチップ３７が設けられている。

図８は図２のV−V線断面図である。図９は図２のVI−VI線断面図である。図８及び図９に示すように、弾性シール部材３１の平板部３１ａが、流路形成部材２２の周状リブ２２ｊとキャリッジ３２のシール台部３２ｊとの間で挟持されている。そして、弾性シール部材３１の下面と、キャリッジ３２の底壁部３２ｃの上面と、キャリッジ３２のシール台部３２ｊの内周面とで区画された空間に冷却液ダンパー室４９が形成されている。この冷却液ダンパー室４９は、冷却液流路４３の一部をなし、インクジェットヘッド３３のアクチュエータ３５に対応する位置に設けられており、アクチュエータ３５と底壁部３２ｃを介して隣接している。即ち、冷却液ダンパー室４９は、アクチュエータ３５を冷却するアクチュエータ冷却通路を兼ねている。また、弾性シール部材３１の平板部３１ａの上面と、ダンパーフィルム３０の外面と、流路形成部材２２の周状リブ２２ｊの内周面とで区画された密封空間に空気層４８が形成されている。

インクダンパー室４０，４１と冷却液ダンパー室４９とは、ダンパーフィルム３０の膨出部３０ｂ〜ｉ、弾性シール部材３１の平板部３１ａ及び空気層４８により仕切られている。即ち、膨出部３０ｂ〜ｉ、平板部３１ａ及び空気層４８により、インクダンパー室４０，４１と冷却液ダンパー室４９とが相互に圧力伝達可能とする圧力伝達手段５０が形成されている。

図９に示すように、ダンパーフィルム３０の大膨出部３０ｄ内の大インクダンパー室４０には、突起部２２ｐ，２２ｑが膨出部３０ｄと非接触状態で突出している。流入口２２ｍから大インクダンパー室４０に流入したインクは、突起部２２ｐを避けるように迂回して大インクダンパー室４０の中央部に流れる。この大インクダンパー室４０の中央部にあるインクに含まれる気泡は、浮力で上昇し、気液分離膜２９を介してエア排出流路４４に導かれる。そして、この大インクダンパー室４０の中央部にあるインクは、突起部２２ｑを避けるように迂回して流出口２２ｎへと流れる。

また、キャリッジ３２の外壁部３２ｄと内壁部３２ｅとの間に形成された溝部３２ｆには、弾性シール部材３１の棒状部３１ｊの帯状突起部３１ｍ，３１ｎが上方から圧入され、ＩＣチップ冷却通路５１を形成している。このＩＣチップ冷却通路５１は、冷却液流路４３及び冷却液ダンパー室４９に連通している。ヒートシンク４５は、冷却液流路５１に露出するように内壁部３２ｅにインサート成形されることで内壁部を兼ねている。キャリッジ３２の内壁部３２ｅと弾性シール部材３１の平板部３１ａとの間には、フレキシブルフラット配線材３６の延出部３６ａ，３６ｂが上方に向けて通過しており、ＩＣチップ３７が弾性シール部材３１の押圧部３１ｈにより内壁部３２ｅに押し付けられている。つまり、ＩＣチップ３７は、キャリッジ３２の内壁部３２ｅのヒートシンク４５を被覆する薄肉の樹脂部分である被覆部３２ｍの外面３２ｑ側に当接している。

図１０は図４に示すヘッドユニット４に形成された４つのキャリッジ側インク流路４２のうち１つを表した斜視図である。図２及び図１０に示すように、キャリッジ側インク流路４２は、ヘッドユニット４から走査方向の一方側に導出された導出部５４を有している。この導出部５４は、ジョイント２０のインク継手管部２０ｂの内部流路と、インク供給チューブ９のインク継手管部２０ｂに接続された部分付近の内部流路とで形成されている。なお、インクカートリッジ８からインクジェットヘッド３３までのインク流路６０（記録液流路）は、インク供給チューブ９内の流路及びキャリッジ側インク流路４２により構成されている。

図１１は図４に示すヘッドユニット４に形成された冷却液流路４４の斜視図である。図２、図４及び図１１に示すように、冷却液流路４３は、冷却液流入口２２ｂに接続された冷却液往路５５と、冷却液流出口２２ｃに接続された冷却液復路５６とに連通している。冷却液往路５５は、ジョイント２１の冷却液継手管部２１ｂの内部流路と、往路チューブ１０の内部流路とで形成されている。冷却液復路５６は、ジョイント２１の冷却液継手管部２１ｃの内部流路と、復路チューブ１１の内部流路とで形成されている。

冷却液復路５６の内径は、冷却液往路５５の内径よりも大とすることで、冷却液復路５６の流路抵抗が冷却液往路５５の流路抵抗よりも小となっている。また、往路チューブ１０及び復路チューブ１１の内径はインク供給チューブ９の内径よりも大であり、往路チューブ１０及び復路チューブ１１の硬度は、インク供給チューブ９の硬度よりも小となっている。

そして、冷却液往路５５及び冷却液復路５６は、ヘッドユニット４から走査方向の他方側に導出された導出部５７，５８を有している。この導出部５７，５８は、ジョイント２１の冷却液継手管部２１ｂ，２１ｃの内部流路と、往路チューブ１０及び復路チューブ１１の冷却液継手管部２１ｂ，２１ｃに接続された部分付近の内部流路とで形成されている。冷却液ダンパー室４９の上流側で且つ導出部５７の下流側には逆止弁２３が設けられており、冷却液ダンパー室４９の下流側で且つ導出部５８の上流側には逆止弁２４，２５が設けられている。なお、ラジエータタンク１２内の流路、往路チューブ１０内の流路、ジョイント２１内の流路、冷却液流路４３、復路チューブ１１内の流路により冷却液循環流路６１が形成されている。

図１２は図２に示すヘッドユニット４の右端（他端）におけるターン時を表した模式図である。図１２に示すように、ヘッドユニット４が走査方向の右端でターンするとき、ヘッドユニット４が所定の減速度で減速されて右端で停止状態となった後、所定の加速度で加速しながら右方に移動していく。従って、キャリッジ側インク流路４２の導出部５４にあるインクの慣性力によりキャリッジ側インク流路４２に正圧が加わる一方、冷却液復路５６の導出部５８の冷却液の慣性力により冷却液流路４３には負圧が加わる。つまり、冷却液流路４３からの冷却液は、逆止弁２３により冷却液往路５５には逆流しないものの、逆止弁２４，２５を通過して冷却液復路５６へと流出し、冷却液流路４３に負圧が生じる。そして、冷却液往路５５の導出部５７の冷却液にかかる走査方向の右方向への慣性力が無くなると、冷却液流路４３の前記負圧により、冷却液往路５５の冷却液が逆止弁２３を通過して冷却液流路４３へと流入する。

図１３は図２に示すヘッドユニット４の左端におけるターン時を表した模式図である。図１３に示すように、ヘッドユニット４が走査方向の左端でターンするとき、キャリッジ側インク流路４２の導出部５４にあるインクの慣性力によりキャリッジ側インク流路４２に負圧が加わる一方、冷却液往路５５の導出部５７の冷却液の慣性力により冷却液流路４３には正圧が加わる。つまり、冷却液往路５５からの冷却液は、逆止弁２３を通過して冷却液流路４３へと流入するが、冷却液流路４３からの冷却液は、逆止弁２４，２５により冷却液復路５６には流出せず、冷却液流路４３の正圧が増加する。そして、冷却液復路５６の導出部５８の冷却液にかかる走査方向の左方向への慣性力が無くなると、冷却液流路４３の前記正圧により、冷却液流路４３の冷却液が逆止弁２４，２５を通過して冷却液復路５６へと流出する。即ち、冷却液は、電動のポンプ等を使用することなく、ヘッドユニット４の往復移動により冷却液にかかる慣性力を利用して循環するようになっている。

以上に説明した構成によれば、インク流路６０の導出部５４をヘッドユニット４から導出する向きと、冷却液往路５５及び冷却液復路５６の導出部５７，５８をヘッドユニット４から導出する向きとが反対であるため、ヘッドユニット４の右端におけるターン時には、その慣性力の影響により、キャリッジ側インク流路４２に正圧が発生し、冷却液流路４３には負圧が発生する。また、ヘッドユニット４の左端におけるターン時には、その慣性力の影響により、キャリッジ側インク流路４２に負圧が発生し、冷却液流路４３には正圧が発生する。かつ、キャリッジ側インク流路４２のインクダンパー室４０，４１と、冷却液流路４３の冷却液ダンパー室４９とは、相互に圧力伝達可能となるように圧力伝達手段５０を介して仕切られている。

その結果、ヘッドユニット４の移動により生じるキャリッジ側インク流路４２内の圧力変動は、圧力伝達手段５０を介して冷却液流路４３で効果的に吸収することが可能となる。よって、冷却用の冷却液流路４３を圧力変動吸収用にも利用して、ダンパー性能を効果的に向上させることができる。

また、冷却液復路５６の内径は冷却液往路５５の内径よりも大であり、冷却液復路５６の流路抵抗が冷却液往路５５の流路抵抗よりも小であるので、キャリッジ側インク流路４２から圧力伝達手段５０を介して冷却液流路４３に圧力が加わると、冷却液流路４３内の冷却液が流路抵抗の小さい冷却液復路５６へとスムーズに導かれて、効果的に圧力吸収することができる。また、冷却液流路４３内の冷却液が冷却液復路５６へと流れやすくなるので、冷却液の循環も促進されて放熱効率が向上する。

さらに、キャリッジ側インク流路４２と冷却液流路４３とはダンパーフィルム３０、弾性シール部材３１及び空気層４８を介して互いに隣り合うように配置されているため、正圧がかかっている流路４２，４３の容積が大きくなり且つ負圧がかかっている流路４３，４２の容積が小さくなるように、ダンパーフィルム３０の膨出部３０ｂ〜ｉ及び弾性シール部材３１の平板部３１ａが変形する。これにより、キャリッジ側インク流路４２の圧力変動と冷却液流路４３の圧力変動とを交換的に吸収することができる。また、ダンパーフィルム３０の膨出部３０ｂ〜ｉと弾性シール部材３１の平板部３１ａとの間に空気層４８が介在しているので、キャリッジ側インク流路４２で生じる圧力変動を柔軟に吸収することができる。

さらに、ダンパーフィルム３０は膨出部３０ｂ〜ｉにより立体的に形成されているため、従来の平面状のダンパー壁に比べて変形可能量が大きくなる。よって、平面視の占有面積が小さくても圧力変動を十分に吸収でき、インクジェットプリンタ１のコンパクト化を図ることが可能となる。さらに、流路形成部材２２の周状リブ２２ｊが膨出部３０ｂ〜ｉを囲む位置に設けられているので、製造時において周状リブ２２ｊがダンパーフィルム３０を風等から保護し、ダンパーフィルム３０を流路形成部材２２に対して正しく熱溶着しやすくなる。また、周状リブ２２ｊにより平板状の流路形成部材２２の剛性が向上して変形しにくくなるので、各流路４２，４３のシール性も向上する。

さらに、往路チューブ１０及び復路チューブ１１の内径はインク供給チューブ９の内径よりも大きいが、往路チューブ１０及び復路チューブ１１の硬度はインク供給チューブ９の硬度よりも小さいので、往路チューブ１０及び復路チューブ１１を曲げて取り回す際の曲率を大きくすることができ、インクジェットプリンタ１のコンパクト化を図ることが可能となる。

なお、前述した実施形態は本発明をインクジェットプリンタに適用したものであるが、インク以外の液体、例えば着色液を吐出して液晶表示装置のカラーフィルタを製造する装置、導電液を吐出して電気配線を形成する装置などに使用する液滴吐出装置に適用してもよい。

以上のように、本発明に係る液滴吐出装置は、ダンパー性能が効果的に向上する優れた効果を有し、この効果の意義を発揮できるインクジェットプリンタ等に広く適用すると有益である。

本発明の実施形態に係るインクジェットプリンタの要部を示す概略斜視図である。 図１に示すインクジェットプリンタのヘッドユニットの平面図である。 図１に示すインクジェットプリンタのヘッドユニットの斜視図である。 図１に示すインクジェットプリンタのヘッドユニットの分解斜視図である。 図４に示すヘッドユニットの流路形成部材及びダンパーフィルムの下方から見た斜視図である。 図５に示す流路形成部材の下方から見た要部拡大斜視図である。 図５に示すダンパーフィルムの上方から見た斜視図である。 図２のV−V線断面図である。 図２のVI−VI線断面図である。 図４に示すヘッドユニットに形成された４つのインク流路のうち１つを表した斜視図である。 図４に示すヘッドユニットに形成された冷却液流路の斜視図である。 図２に示すヘッドユニットの右端におけるターン時を表した模式図である。 図２に示すヘッドユニットの左端におけるターン時を表した模式図である。

符号の説明

１ インクジェットプリンタ（液滴吐出装置）
８ インクカートリッジ（記録液供給源）
９ インク供給チューブ（記録液供給管）
１０ 往路チューブ（冷却液流通管）
１１ 復路チューブ（冷却液流通管）
２０ｂ インク継手管部（記録液継手管）
２１ｂ，２１ｃ 冷却液継手管部
２２ 流路形成部材
２２ｂ 冷却液流入口
２２ｃ 冷却液流出口
２２ｊ 周状リブ
２３〜２５ 逆止弁
３０ ダンパーフィルム
３０ｂ〜ｅ 大膨出部（記録液可撓壁）
３０ｆ〜ｉ 小膨出部（記録液可撓壁）
３２ キャリッジ
３３ インクジェットヘッド（液滴吐出ヘッド）
４３ 冷却液流路
４８ 空気層
５０ 圧力伝達手段
５１ 冷却液流路
５５ 冷却液往路
５６ 冷却液復路
６０ インク流路（記録液流路）

Claims (8)

1. 被記録体に対して一方向に往復走査されるキャリッジ上に液滴吐出ヘッドが設けられ、記録液供給源からの記録液が記録液流路を介して前記キャリッジ上の液滴吐出ヘッドに供給される液滴吐出装置であって、
   前記キャリッジ上に設けられ、冷却液流入口及び冷却液流出口を有する冷却液流路と、
   前記冷却液流入口に接続された冷却液往路と、
   前記冷却液流出口に接続された冷却液復路と、を備え、
   前記記録液流路が、前記キャリッジから走査方向の一方側に導出され、
   前記冷却液往路及び前記冷却液復路の少なくとも一方が、前記キャリッジから走査方向の他方側に導出され、
   前記記録液流路と前記冷却液流路とが相互に圧力伝達可能となるように、前記記録液流路と前記冷却液流路とが部分的に圧力伝達手段を介して仕切られていることを特徴とする液滴吐出装置。
2. 前記冷却液復路の流路抵抗は、前記冷却液往路の流路抵抗よりも小である請求項１に記載の液滴吐出装置。
3. 前記冷却液復路の内径は、前記冷却液往路の内径よりも大である請求項２に記載の液滴吐出装置。
4. 前記圧力伝達手段は、前記記録液流路の一部を形成する記録液可撓壁と、前記冷却液流路の一部を形成する冷却液可撓壁と、前記各可撓壁間に封止された空気層とを有している請求項１乃至３のいずれかに記載の液滴吐出装置。
5. 前記キャリッジ上には、前記記録液流路の一部分を構成するための平板状の流路形成部材が設けられており、
   前記記録液可撓壁は、前記流路形成部材に接合されるダンパーフィルムからなり、かつ、前記流路形成部材から離反する方向に膨出する膨出部を有し、
   前記膨出部が前記流路形成部材との間で前記記録液流路の前記一部分を形成しており、
   前記流路形成部材には、前記膨出部を囲むように突出した周状リブが形成されている請求項４に記載の液滴吐出装置。
6. 前記記録液流路は、前記キャリッジから走査方向の一方側に導出される記録液継手管と、前記記録液継手管と前記記録液供給源とを接続する記録液供給管とを有し、かつ、前記記録液継手管は前記記録液供給管よりも硬度が大きく、
   前記冷却液往路及び冷却液復路の少なくとも一方は、前記キャリッジから走査方向の他方側に導出される冷却液継手管と、前記冷却液継手管に接続される冷却液流通管とを有し、かつ、前記冷却液継手管は前記冷却液流通管よりも硬度が大きい請求項１乃至５のいずれかに記載の液滴吐出装置。
7. 前記冷却液流通管の内径は、前記記録液供給管の内径よりも大であり、
   前記冷却液流通管及び前記記録液供給管は可撓性を有し、
   前記冷却液流通管の硬度は、前記記録液供給管の硬度よりも小である請求項６に記載の液滴吐出装置。
8. 前記冷却液往路及び前記冷却液復路の両方が、前記キャリッジから走査方向の他方側に導出され、
   前記冷却液流路のうち前記圧力伝達手段を介して前記記録液流路と隣接する位置よりも上流及び下流に逆止弁が設けられている請求項１乃至７のいずれかに記載の液滴吐出装置。

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