JP4144280B2 - 記録ヘッド - Google Patents

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方法により記録媒体に画像を形成する記録ヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェット記録方式により記録媒体に対して画像形成を行なうインクジェットプリンタは、インクを記録媒体に向けて吐出するための吐出口を複数個有した記録ヘッドを備えて構成される。
【０００３】
インクジェットプリンタにより形成される画像の解像度の向上は、例えば記録ヘッドに高いピッチで吐出口を設置し、記録媒体上に形成可能なドットの単位面積あたりの数を増加させることで実現可能である。また、インクジェットプリンタの画像形成速度は、吐出口が配置される列を長くすることにより、記録ヘッド及び記録媒体の移動を伴なわない各吐出口からの１回あたりの吐出によってインクドットを形成可能な領域を拡大することで実現可能である。
【０００４】
インクジェットプリンタの高解像度化、高速化を上述のような方法で実現するため、インクジェットプリンタの記録ヘッド１個あたりに備えられた吐出口の数は近年、大きく増大する傾向がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、記録ヘッド内部には、ごみや気泡といった異物に阻害されることなく安定して吐出口からインクが吐出されるよう、外部のインクタンクから導入されたインクから異物をフィルタによって除去して吐出口まで供給するための濾過手段が備えられている。
【０００６】
インクジェットプリンタの高解像度化、高速化のため、多数設置されるようになった吐出口に向けて安定してインクを供給する方法として、例えば濾過手段に広い面積のフィルタを設置して濾過手段における流路抵抗を軽減するという方法がある。しかし、こうしてフィルタの面積を大きくした場合、インク中の気泡が画像形成時にフィルタによって捕捉されたまま、インクの吸引や空吐出を行なう時にも排出されずに内部に滞留するという問題が発生する。
【０００７】
フィルタの面積が小さい場合には、インクの吸引や空吐出といった吐出口近傍からの異物除去のための動作の際、それまでフィルタに捕捉されていた気泡はフィルタのほぼ全体に接するため、インクに押し流される形態で効率的に排出されていた。一方、フィルタの面積を大きくした場合には、気泡は上述の様にして排出されずに濾過手段内部に滞留する。そして、気泡が濾過手段内に滞留すると、気泡がフィルタと接している部分のために、インクを濾過するための有効面積が減ってしまうため、結果として濾過手段における流路抵抗を軽減できず、吐出口へ安定してインクを供給できないという問題があった。
【０００８】
上述の問題を解決するため、本発明は、記録ヘッドの濾過手段からの気泡の除去を容易にすることで、吐出手段からの安定して継続的にインクを吐出することを可能にし、インクジェットプリンタによる高解像度、高速での画像形成を可能にすることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、インクジェット方式により記録媒体にインクを吐出して画像を形成するための記録ヘッドにおいて、
前記インクを吐出する吐出手段と、
面積が異なり、且つ前記インクの流路に対して互いに並列な２箇所以上の領域に分割して設けられ、前記インクに混入している異物を捕捉し、前記異物が除去されたインクを透過させるフィルタと、
前記フィルタに前記吐出手段側で接続され、前記フィルタを透過したインクを前記吐出手段の方向に導くインク誘導路が、前記フィルタの最も面積の大きな領域に接続される第二インク誘導路と、前記フィルタの最も面積の大きな領域を含まない領域に接続される第一インク誘導路と、に分けられている、前記インク誘導路と、を有する濾過手段と、を備えるとともに、
前記濾過手段は、前記フィルタの最も面積の大きな領域に接続された第二インク誘導路に設けられ、この第二インク誘導路を開閉するインク弁を有することを特徴とする。
【００１０】
請求項１に記載の発明によれば、濾過手段においてインクに混入している異物を捕捉するフィルタを面積が異なり、且つインクの流路に対して互いに平行な２箇所以上の領域に分割し、最も大きな面積の領域に接続したインク誘導路に開閉自在なインク弁を備えることで、インクが濾過手段内を流れる際にフィルタに掛かる圧力をこのインク弁の開閉によって切り換えることができる。
【００１１】
吐出手段からインクを吐出して画像を形成している時には、インク弁を開けることで、インクはフィルタ全体を低い流路抵抗で透過することとなる。この時、フィルタに掛かる圧力は低いので、気泡はフィルタを透過できずに捕捉されて濾過手段の本体部内に留まる。よって、気泡により吐出手段からのインク吐出が阻害されることを防止できる。
【００１２】
一方、記録ヘッドにメンテナンスを施す時には、インク弁を閉じることで、インクはフィルタの一部をなす狭い領域を高い流路抵抗で透過する。そして、濾過手段の本体部内に留まっていた気泡はインク流によって上記狭い領域へ移動する。この時、フィルタのインクの透過が可能な領域に掛かる圧力は高くなる。フィルタにより捕捉されていた気泡は、インク流によって高い圧力を付与されるので、記録ヘッドにメンテナンスを施す時にフィルタを透過して濾過手段外部に排出される。このことにより、濾過手段内部に気泡が留まってフィルタの有効面積を狭め、インクの流路抵抗を増大する状態を確実に解消することができる。これらのことにより、吐出手段によってインクが安定して吐出される状態を容易に維持することができる。
本発明において、前記インク弁は、前記第二インク誘導路内の下流側と上流側に間隔をおいて設けられた第１栓止め及び第２栓止めと、第１栓止め及び第２栓止め間に設けられた凹み部と、その凹み部内に配置されて前記第１栓止めの方向へ移動可能に設けられた球形栓と、その球形栓を前記第１栓止めの方向へ移動させて前記第二インク誘導路を閉じる力を与える移動手段とを備え、前記移動手段は、前記球形栓に磁力を作用させて移動させる磁石または前記濾過手段を傾斜させる傾斜手段の何れかを含む構成とすることができる。
また、前記インク誘導路のうち、前記インク弁の無い第一インク誘導路と接続しているフィルタの濾過領域がヘッド内供給路側の端部に有る構成とすることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明に係る記録ヘッドＨについて、図面を参照して説明する。
【００１４】
図２には、本発明に係る記録ヘッドＨが適用されるインクジェットプリンタ１００の一例を示す。インクジェットプリンタ１００は記録ヘッドＨの他に、メンテナンスユニット４０、キャリッジレール５０、ヘッド保湿ユニット６０、ヘッドキャリッジ７０、メディア搬送手段（非図示）、制御手段（非図示）等を備えて構成される。
【００１５】
画像が形成される記録媒体Ｒはメディア搬送手段によって図１におけるＢ方向に搬送される。記録ヘッドＨ、Ｈ、…は、インクを吐出するための吐出口１５、１５、…（後述）が配列されたノズル面１５ａを記録媒体Ｒに対向させる形態で、記録媒体Ｒに向けて吐出されるインクの色数に対応した数がヘッドキャリッジ７０に設置される。ヘッドキャリッジ７０はキャリッジレール５０に、図１におけるＡ方向に往復移動自在な形態で設置され、図示しないキャリッジ移動部の動作により記録ヘッドＨ、Ｈ、…をＡ方向に走査させる。
【００１６】
メンテナンスユニット４０は吸引キャップ４１、清掃ブレード４２、空吐出受器４３、吸引ポンプ４４、廃インクタンク４６等を有して構成される。メンテナンスユニット４０は、一連のメンテナンス動作により、後述する吐出口１５近傍のインクに混入したごみや、吐出口１５近傍で固化したインク、後述する濾過手段２０内に捕捉された気泡といった異物を除去して記録ヘッドＨのインク吐出状態を良好に保つ。
【００１７】
吸引キャップ４１は吸引ポンプ４４を介して廃インクタンク４６と連通しており、メンテナンス動作時には記録ヘッドＨのノズル面１５ａを覆う。吸引ポンプ４４はシリンダーポンプやチューブポンプを有して構成される。吸引ポンプ４４は吸引キャップ４１がノズル面１５ａを覆った状態で作動することにより、吐出口１５、１５、…から記録ヘッドＨ内部のインクを吸引するための吸引力を発生する。
【００１８】
空吐出受器４３は、記録ヘッドＨに対するインクの吸引後、記録ヘッドＨが空吐出したインクを受ける。廃インクタンク４６は吸引ポンプ４４の動作により記録ヘッドＨから吸引されたインクや、記録ヘッドＨから空吐出されたインクを貯留する。清掃ブレード４２は記録ヘッドＨのインク吸引、空吐出後、ノズル面１５ａに付着したインクを除去する。
【００１９】
ヘッド保湿ユニット６０は保湿キャップ６１、６１、…を有して構成される。保湿キャップ６１は、記録ヘッドＨが待機状態にある時、ノズル面１５ａを覆う事で記録ヘッドＨの吐出口１５、１５、…近傍のインクを保湿する。
【００２０】
図２、図３に示すように、記録ヘッドＨはヘッド内供給路１１、インクノズル１２、吐出口１５、インク入口部１７、インク供給スリット１８、濾過手段２０等を備えて構成される。
【００２１】
図２に示すように、記録ヘッドＨは略直方体状の外観を有して形成されている。記録ヘッドＨの側面の一つはノズル面１５ａとして形成され、このノズル面１５ａにはインクを吐出するための吐出口１５、１５、…が複数個、ほぼ直線状に１列又は複数列にわたって配列されている。
【００２２】
図３は、記録ヘッドＨを図２における矢印Ｄ方向に沿って切断した断面図である。以下、図３を参照して記録ヘッドＨの各構成要素を説明する。インク入口部１７は、記録ヘッドＨの上面部側部に向けて開口した構成要素であり、濾過手段２０に接続されている。インク入口部１７は記録ヘッドＨ外部に設置されたインクタンク（非図示）からインク供給路（非図示）を経て供給されるインクを記録ヘッドＨ内部に導入する。
【００２３】
濾過手段２０は内部にフィルタ２３を備えて構成され、インク入口部１７から導入されたインクからゴミや気泡といった異物を除去してインクノズル１２、１２、…に向けて送出する。濾過手段２０の構成の詳細については後述する。ヘッド内供給路１１は濾過手段２０とインク供給スリット１８との間のインク供給路をなす。
【００２４】
インク供給スリット１８は、側面視略矩形上に形成されており、ヘッド内供給路１１を介して濾過手段２０と接続されている。インク供給スリット１８には、吐出口１５、１５、…までインクを導くインクノズル１２、１２、…がノズル面１５ａと対向する下面に接続されている。インク供給スリット１８は濾過手段２０を経て供給されたインクを各インクノズル１２、１２、…に分割して供給するための構成要素である。
【００２５】
インクノズル１２、１２、…は、インク入口部１７から流れ込むインクの流れ方向に沿うように、等間隔で並んで配置される。インクノズル１２はインクを吐出口１５まで導く構成要素であり、吐出口１５及び図示しない圧力素子とともに吐出手段を形成する。インクノズル１２は１個の吐出口１５に対して１個が設置される。インクノズル１２内部には、圧力素子が設置されている。圧力素子は例えばピエゾ素子であり、インクノズル１２内部のインクに圧力を付与することで吐出口１５からインクを吐出するための原動力を発生させる。圧力素子は記録媒体Ｒに形成する画像のデータに基づく制御手段の制御によって作動することで、吐出口１５からのインクの吐出を行なう。
【００２６】
次に、本発明に係る濾過手段２０の詳細について説明する。図４に示すように、濾過手段２０は、本体部２１、インク送出部２２、フィルタ２３、インク誘導路部２４、インク弁２５、インク導入管２６等を備えており、内部をインク導入管２６からヘッド内供給路１１に向けて図４（ａ）における矢印Ｆの方向にインクが流れる構成となっている。以降、本明細書では、濾過手段２０において、インク導入管２６側を上流側、ヘッド内供給路１１側を下流側と呼ぶ。
【００２７】
本体部２１は、濾過手段２０の外形をなす構成要素であり、中空な略直方体として形成される。本体部２１内にはフィルタ２３が水平方向に対して垂直に設置されている。本体部２１内はこのフィルタ２３によって上流側の濾過前領域２１ａと、下流側の濾過後領域２１ｂと、の２個の領域に分割されている。
インク送出部２２は中空状に形成され、その内部が濾過後領域２１ｂと連通する形態で本体部に設置されている。インク送出部２２は濾過後領域２１ｂとヘッド内供給路１１との間のインクの通路を形成し、フィルタ２３を透過したインクをヘッド内供給路１１へ導く。インク送出部２２の先端部にはヘッド内供給路１１が接続されている。インク送出部２２の内部は後述する仕切板２４ｃによって第一インク誘導路２４ａと第二インク誘導路２４ｂの２箇所の領域に分割される。インク送出部２２の内部のうち、第一インク誘導路２４ａに相当する領域は、フィルタ２３の第一濾過領域２３ａと連通している。また、第二インク誘導路２４ｂに相当する領域は、フィルタ２３の第二濾過領域２３ｂと連通している。
このうち、
【００２８】
インク導入管２６は本体部２１のインク送出部２２と対向する側面に、濾過前領域２１ａとインク入口部１７とを連通する形態で設置される。インク導入管２６は、インクタンクから供給されたインクを濾過手段２０内部へ導入する。インク送出管２７はインク送出部２２の先端部に、インク送出部２２内部とヘッド内供給路１１とを連通する形態で設置される。インク送出管２７は濾過手段２０で異物が除去されたインクをインク供給スリット１８に送出する。
【００２９】
フィルタ２３は例えば金属メッシュで形成されており、本体部２１内に水平方向に対して垂直に設置される。このような形態でフィルタ２３を設置することにより、フィルタ２３は本体部２１内を濾過前領域２１ａと、濾過後領域２１ｂとの２領域に垂直方向に分割する。フィルタ２３は、上述の形態とすることで、面積が異なり、且つインクの流路に対して互いに並列な２箇所の領域に分割される。フィルタ２３はインク導入管２６を介して濾過前領域２１ａへ導入されたインクから、気泡やごみといった異物を捕捉するとともに濾過後領域２１ｂに向けてインクを透過することで、インクに混入している異物を除去し、このインクを下流側に透過させる。ここで、フィルタ２３は金属メッシュで構成されていることでインクに対して高い濡れ性を有している。そのため、画像形成時のようにインクが緩やかに流れている状態では、インクに混入している気泡は、フィルタ２３の表面を覆うインクによって透過を阻害されるため、濾過前領域２１ａ内に捕捉されることとなる。
【００３０】
フィルタ２３の図４（ｂ）における左上側端部の領域、すなわち下流側の部位の上側の領域は、後述する仕切板２４ｃにより、フィルタ２３の他の部位から仕切られている。フィルタ２３は、この仕切板２４ｃを境界として、面積の異なる２個の領域に分割される。ここで、フィルタ２３下流側上部の、インク送出部２２と隣接した面積の小さい方の領域を第一濾過領域２３ａと呼び、この第一濾過領域２３ａを除いた面積の大きい方の領域を第二濾過領域２３ｂと呼ぶ。
【００３１】
なお、フィルタ２３の形態は設計事項であり、フィルタ２３のメッシュサイズや第一濾過領域２３ａと第二濾過領域２３ｂの面積比はインクの物性や実験結果等を踏まえて適宜決定される。
【００３２】
インク誘導路部２４は本体部２１の濾過後領域２１ｂとインク送出部２２内部とにわたって設けられる構成要素であり、フィルタ２３を透過したインクをヘッド内供給路１１に向けて導くための流路である。
【００３３】
仕切板２４ｃは本体部２１の濾過後領域２１ｂ及びインク送出部２２とほぼ同じ幅の板材で形成されており、フィルタ２３の第一濾過領域２３ａと第二濾過領域２３ｂとの境界部分からインク送出部２２の先端部にかけて設置される。仕切り板２４ｃはフィルタ２３を第一濾過領域２３ａと第二濾過領域２３ｂとに分割するとともに、インク誘導路部２４を第一インク誘導路２４ａ及び第二インク誘導路２４ｂに分割する。
【００３４】
インク誘導路部２４は仕切板２４ｃによって第一インク誘導路２４ａ及び第二インク誘導路２４ｂに分割される。第一インク誘導路２４ａは、第一濾過領域２３ａと接続されており、フィルタ２３を透過したインクのうち、第一濾過領域２３ａを透過した分をヘッド内供給路１１へ導く。第二インク誘導路２４ｂはフィルタ２３を透過したインクのうち、第二濾過領域２３ｂを透過した分をヘッド内供給路１１へ導く。第一インク誘導路２４ａ及び第二インク誘導路２４ｂは、インク送出部２２の先端部でヘッド内供給路１１と接続する。第二インク誘導路２４ｂは後述するようにインク弁２５の作動によって開閉される。
【００３５】
インク弁２５は制御手段の制御によって第二インク誘導路２４ｂを開閉する構成要素である。インク弁２５は、第二インク誘導路２４ｂの、ヘッド内供給路１１と接続する部位の近傍に設けられる。インク弁２５は球形栓２５ａ、第一栓止め２５ｂ、第二栓止め２５ｃ、磁石２５ｄ、凹み部２５ｅ等を備えて構成される。
【００３６】
球形栓２５ａは強磁性及び耐腐食性を具備するよう、ステンレスで形成された球体であり、第二インク誘導路２４ｂの、第一栓止め２５ｂと第二栓止め２５ｃとの間の部位に設置される。第一栓止め２５ｂは第二インク誘導路２４ｂの下流側端部近傍に設置され、球形栓２５ａの直径よりも小さな直径の円形の穴を有して構成される。第一栓止め２５ｂの上記穴の直径は、後述するようにして球形栓２５ａが磁石２５ｄに吸引された状態で、効果的に第二インク誘導路２４ｂを閉じてインクの流れを遮断するとともに、球形栓２５ａが磁石２５ｄに吸引されていない状態では第二インク誘導路２４ｂをインクに対する流路抵抗が低くなる形態で開くことを条件に設定される。
【００３７】
第二栓止め２５ｃは第二インク誘導路２４ｂの第一栓止め２５ｂよりも所定距離上流側に離間した位置に設置されており、球形栓２５ａが上流側に移動することを阻止するよう、くびれた形状を有している。凹み部２５ｅは、第二インク誘導路２４ｂの第一栓止め２５ｂと第二栓止め２５ｃとの間の領域の底面部を凹ませることで設置された構成要素である。凹み部２５ｅは、球形栓２５ａが磁石２５ｄによって吸引されていない時、球形栓２５ａがインク流や記録ヘッドＨの動きによって移動することで第一栓止め２５ｂを塞いでインクの流れを阻害しないよう、球形栓２５ａを球形栓２５ａの自重で静止させる。
【００３８】
ここで、凹み部２５ｅの形状は、球形栓２５ａが磁石２５ｄに吸引されていない時には球形栓２５ａが第一栓止め２５ｂを塞がないよう、球形栓２５ａの自重によって確実に球形栓２５ａを静止させるとともに、磁石２５ｄが第一栓止め２５ｂに近接したときには速やかに球形栓２５ａが第一栓止め２５ｂまで移動して第二インク誘導路２４ｂを閉じることを条件に適宜決定される。また、第一栓止め２５ｂと第二栓止め２５ｃとの間隔である所定距離は、凹み部２５ｅの形状に応じて適宜決定される。
【００３９】
磁石２５ｄはインク送出部２２先端の近傍に図示しない駆動部を介して設置される。磁石２５ｄは図示しない制御手段の制御によって駆動部が駆動することにより、第一栓止め２５ｂに近接したり第一栓止め２５ｂから離間したりする。磁石２５ｄは第一栓止め２５ｂに近接した状態で球形栓２５ａを吸引して第二インク誘導路２４ｂを閉じる。
【００４０】
時間の経過により、記録ヘッドＨの吐出口１５、１５、…近傍部にはごみ、気泡や固化したインクがたまる。また、濾過手段２０内には、インク入口部１７やインク供給路（非図示）でインクに混入したインクがフィルタ２３によって捕捉され、記録ヘッドＨがインク吐出による画像形成を行なうごとにたまっていく。これらの異物は、吐出口１５、１５、…からの安定したインク吐出の妨げとなるので、メンテナンスユニット４０の先述したメンテナンス動作によって除去される。
【００４１】
次に、本発明に係る記録ヘッドＨ内部における気泡Ｂの挙動と、記録ヘッドＨ内部から気泡Ｂを除去する手順について、図５を参照して説明する。
【００４２】
先述したように、濾過手段２０は、記録ヘッドＨ外部からインク入口部１７を経て導入されたインクをインクノズル１２、１２、…に送出する。ここで、インク入口部１７から導入されたインクには、ごみや気泡Ｂといった異物が混入している。このうち、ごみはフィルタ２３によって捕捉されてインクから濾別され、濾過前領域２１ａに留まる。
【００４３】
また、フィルタ２３は濡れ性の高い素材のメッシュで形成されているため、フィルタ２３はインクで覆われていることとなる。ここで、吐出口１５、１５、…からインクを吐出するとき、圧力素子が作動することで濾過手段２０内部のインクがＦ方向に流動する。このとき、濾過前領域２１ａにある気泡Ｂはこのインク流によってフィルタ２３に押し当てられた状態となる。しかし、インク吐出のために圧力素子が発生するインクの圧力はインク自体の表面張力に較べて弱いため、気泡Ｂはフィルタ２３を覆ったインクに阻害されてフィルタ２３を透過することができない。そのためにインク吐出時には気泡Ｂはフィルタ２３により捕捉されて濾過前領域２１ａに留まる（図４（ａ））。
【００４４】
記録ヘッドＨの老朽化に伴ない、ヘッドキャリッジ７０に設置された記録ヘッドＨの交換を行なったとき、新しい記録ヘッドＨ内部のインクには気泡Ｂが混入する。混入した気泡Ｂはフィルタ２３によって捕捉されるが、この気泡Ｂがフィルタ２３に対して大きい面積で接する場合、フィルタ２３のインクと接触する部位の面積である有効面積が相対的に減少する。こうしてフィルタ２３の有効面積が減少すると、濾過手段２０におけるインクの流路抵抗が増大し、効率的にインクを濾過できなくなるとともに、吐出口１５、１５、…から安定してインクを吐出することができなくなる。
【００４５】
上述の理由でインクの安定した吐出が困難になった場合、メンテナンスユニット４０によるメンテナンス動作によって濾過手段２０の濾過前領域２１ａに滞留した気泡Ｂの除去を行なう。ユーザが制御手段を介してメンテナンス動作の開始のための操作を行なうと、まず吸引キャップ４１が移動し、ノズル面１５ａを覆って吐出口１５、１５、…からインクを吸引可能な状態に移行する。上記移行と併行して、記録ヘッドＨでは駆動部が磁石２５ｄを移動させ、第一栓止め２５ｂに磁石２５ｄを近接させる（図４（ｂ））。こうして第一栓止め２５ｂに磁石２５ｄが近接すると、球形栓２５ａはこの磁石２５ｄに吸引され、第一栓止め２５ｂの穴を塞いで第二インク誘導路２４ｂを閉じる。
【００４６】
第二インク誘導路２４ｂが閉じたところで、引き続いて吸引ポンプ４４が作動することでＦ方向に圧力が発生し、インク吸引が開始される。このとき、球形栓２５ａが第一栓止め２５ｂを塞いでいるため、濾過前領域２１ａにあるインクはフィルタ２３の下流側上部にある第一濾過領域２３ａのみを通ってインク送出管２７へ流れることとなる。また、濾過前領域２１ａに留まっていた気泡Ｂも、インク吸引によって発生したインク流によって第一濾過領域２３ａまで移動し、さらにこの第一濾過領域２３ａに当接する。
【００４７】
吸引ポンプ４４がインクを流動させる力は、インクノズル１２、１２、…内部に設置された圧力素子がインクを流動させる力に較べてきわめて大きいものとなっている。さらに、図４（ｂ）では第二インク誘導路２４ｂが閉じているため、インクを流動させる力はフィルタ２３では第一濾過領域２３ａだけに掛かっている。
【００４８】
このため、第一濾過領域２３ａに当接した気泡Ｂには高い圧力が付与されることとなる。こうして、気泡Ｂに掛かる圧力がインクの表面張力を上回ることで、気泡Ｂはフィルタ２３を第一濾過領域２３ａで透過する。フィルタ２３を透過したインクはインク送出管２７、インクノズル１２、１２、…を経てメンテナンスユニット４０へ排出される（図４（ｃ）、（ｄ））。
【００４９】
第一濾過領域２３ａを経た気泡Ｂの除去が完了後、磁石２５ｄは駆動部の動作によって第一栓止め２５ｂから離間する（図４（ｅ））。このとき、球形栓２５ａは凹み部２５ｅに落ち込むことで、第二インク誘導路２４ｂが開かれる（図４（ｆ））。この状態で引き続き吸引ポンプ４４を作動させることで、濾過前領域２１ａにたまっていた気泡Ｂのうち、わずかに第二濾過領域２３ｂを透過し、第二インク誘導路２４ｂ側に移動していた分が吸引され、インク送出管２７を経て除去される。こうして濾過前領域２１ａにたまっていた気泡Ｂのほぼ全体が濾過手段２０から除去される。
【００５０】
このように、濾過手段２０において、フィルタ２３を第一濾過領域２３ａと第二濾過領域２３ｂという、面積の異なる２箇所の領域に分割し、面積の大きい方である第二濾過領域２３ｂに接続した第二インク誘導路２４ｂに開閉自在なインク弁２５を設置することで、フィルタ２３に掛かるインクの圧力を切り換えることができる。そして、フィルタ２３に掛かるインクの圧力を切り換えられる様にすることで、記録媒体Ｒに画像を形成している時には、インク弁２５を開き、フィルタ２３に掛かるインク圧を低くすることで、インク中に混入している気泡Ｂをフィルタ２３で捕捉することができる。よって、インクノズル１２、１２、…まで気泡Ｂが移動することによって発生するインク欠を容易且つ効果的に防止することができる。
【００５１】
一方、メンテナンスユニット４０によって記録ヘッドＨ内部のインクを吸引する時には、インク弁２５を閉じてフィルタ２３に掛かるインク圧を高くすることで、気泡Ｂがフィルタ２３を透過できるようにしてインクとともに吸引して濾過手段２０内部から除去することができる。よって、濾過手段２０におけるインクの流路抵抗を増大させる要因を解消し、インクノズル１２、１２、…に安定してインクが供給される状態を容易且つ効果的に維持することができる。
【００５２】
なお、本発明に係る記録ヘッドＨは上述の例に限らない。例えば、上述の実施形態において、インク弁２５は閉じた状態で第二インク誘導路２４ｂを完全に塞ぐものとは限らない。インク弁２５の開閉によってフィルタ２３に掛かる圧力を切り換えることができるのであれば、閉じた状態で第二インク誘導路２４ｂを完全に塞がなくともよい。また、インク弁２５は、第二インク誘導路２４ｂのみを開閉する構造とは限らず、第一インク誘導路２４ａと第二インク誘導路２４ｂとを切り換えて開閉する構成としてもよい。
【００５３】
また、インク弁２５は永久磁石からなる磁石２５ｄの第一栓止め２５ｂに対する近接／離間で開閉する構成とは限らない。例えば、磁石２５ｄを電磁石とした構成としてもよいし、形状記憶合金を用いた機構によって開閉する構成としてもよい。さらに、インク弁２５の開閉は、記録ヘッドＨ、濾過手段２０、濾過手段２０内部の部材のいずれかの傾斜を変えることで行なう構成としてもよい。
【００５４】
また、インク弁２５に備えられた球形栓２５ａは、ステンレス製の球体に耐食性樹脂等のコーティングを施す構成としてもよい。また、開閉のための手段として永久磁石、電磁石以外を用いる場合には、球形栓２５ａは強磁性体以外の材質を適用してもよい。この様に、インク弁２５の具体的な構成は設計事項であり、インク弁２５の応答性や動作確実性に係る実験結果、画像形成に適用されるインクの物性、経済性等を考慮して適宜決定される。
【００５５】
なお、本発明に掛かる記録ヘッドＨに適用される濾過手段２０は、フィルタ２３は２箇所の領域に分割するとは限らない。最も大きな面積の領域に接続されたインク誘導路に開閉自在なインク弁を設け、このインク弁の開閉によってフィルタ２３に掛かるインク圧を切り換えることができるのであれば、フィルタ２３を３箇所以上の領域に分割することとしてもよい。
【００５６】
また、フィルタ２３は分割された各領域が同じ構成であるとは限らない。例えば、インク吸引時に気泡Ｂが透過する第一濾過領域２３ａはインクに対する濡れ性が低い構成としてもよい。このことで、インク吸引時に効率的に濾過手段２０から気泡Ｂを除去することができる。
【００５７】
なお、上述の実施形態では、吐出口１５、１５、…側からインクを吸引する場合を例に取って濾過手段２０からの気泡Ｂの除去の手順を説明したが、本発明に係る記録ヘッドＨは、インク入口部１７側から加圧することで気泡Ｂを除去する構成としてもよい。
【００５８】
また、濾過手段２０内部の形状は、設計事項であり、図４、図５に描図された形状に限らない。濾過手段２０内部の形状は、気泡Ｂが留まらないよう適宜決定される。
【００５９】
【発明の効果】
本発明によれば、濾過手段に備えられ、インクに混入した異物を捕捉するフィルタに掛かるインク圧を切り換えられる様にすることで、画像形成時にはインク中の気泡をフィルタで捕捉し、メンテナンス時には捕捉されていたインクを濾過手段内部から除去することができる。このことで、気泡によるインク欠を防止できるとともに、濾過手段内部に留まっている気泡による流路抵抗の増大を防止することができる。
【００６０】
このことにより、吐出手段を多数備えたタイプの記録ヘッドにおいても、安定してインクを吐出できる状態を容易に維持することができる。よって、インクジェットプリンタによって画像形成を高解像度、高速で行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る記録ヘッドＨが適用されるインクジェットプリンタ１００の構成の一例を示す正面図である。
【図２】本発明に係る記録ヘッドＨの外観を示す斜視図である。
【図３】図２に示した記録ヘッドＨの矢印Ｄ方向における断面図である。
【図４】本発明に係る記録ヘッドＨに適用される濾過手段２０の構成を示す透視斜視図（ａ）、正断面図（ｂ）、及び平断面図（ｃ）である。
【図５】本発明に係る記録ヘッドＨ内部から気泡Ｂを除去する手順を示す正断面図である。
【符号の説明】
１２ インクノズル（吐出手段）
１５ａ ノズル面
１５ 吐出口（吐出手段）
２０ 濾過手段
２１ 本体部
２１ａ 濾過前領域
２１ｂ 濾過後領域
２２ インク送出部
２３ フィルタ
２３ａ 第一濾過領域
２３ｂ 第二濾過領域
２４ インク誘導路部
２４ａ 第一インク誘導路
２４ｂ 第二インク誘導路
２５ インク弁
２５ａ 球形栓
２５ｄ 磁石
４０ メンテナンスユニット
４１ 吸引キャップ
４４ 吸引ポンプ
１００ インクジェットプリンタ
Ｂ 気泡
Ｈ 記録ヘッド
Ｒ 記録媒体

Claims (3)

1. インクジェット方式により記録媒体にインクを吐出して画像を形成するための記録ヘッドにおいて、
   前記インクを吐出する吐出手段と、
   面積が異なり、且つ前記インクの流路に対して互いに並列な２箇所以上の領域に分割して設けられ、前記インクに混入している異物を捕捉し、前記異物が除去されたインクを透過させるフィルタと、
   前記フィルタに前記吐出手段側で接続され、前記フィルタを透過したインクを前記吐出手段の方向に導くインク誘導路が、前記フィルタの最も面積の大きな領域に接続される第二インク誘導路と、前記フィルタの最も面積の大きな領域を含まない領域に接続される第一インク誘導路と、に分けられている、前記インク誘導路と、を有する濾過手段と、を備えるとともに、
   前記濾過手段は、前記フィルタの最も面積の大きな領域に接続された第二インク誘導路に設けられ、この第二インク誘導路を開閉するインク弁を有することを特徴とする記録ヘッド。
2. 前記インク弁は、前記第二インク誘導路内の下流側と上流側に間隔をおいて設けられた第１栓止め及び第２栓止めと、第１栓止め及び第２栓止め間に設けられた凹み部と、その凹み部内に配置されて前記第１栓止めの方向へ移動可能に設けられた球形栓と、その球形栓を前記第１栓止めの方向へ移動させて前記第二インク誘導路を閉じる力を与える移動手段とを備え、前記移動手段は、前記球形栓を磁力によって移動させる磁石または前記濾過手段を傾斜させて球形栓を自重で移動させる傾斜手段の何れかを含むことを特徴とする請求項１に記載の記録ヘッド。
3. 前記インク誘導路のうち、前記インク弁の無い第一インク誘導路と接続しているフィルタの濾過領域がヘッド内供給路側の端部に有ることを特徴とする請求項１又は２に記載の記録ヘッド。

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