JP4501389B2

JP4501389B2 - インクジェットプリンタ及びそのバッファタンク

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Publication number: JP4501389B2
Application number: JP2003336045A
Authority: JP
Inventors: 直樹片山
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 2003-09-26
Filing date: 2003-09-26
Publication date: 2010-07-14
Anticipated expiration: 2023-09-26
Also published as: JP2005103759A

Description

本発明は、ノズルに作用するインクの背圧をほぼ一定に調整可能なインクジェットプリンタ及びその背圧調整用のバッファタンクに関する。

記録用紙に向けてノズルからインクを吐出して印刷を行うインクジェットプリンタにおいては、インクカートリッジ内のインク残量等によりノズルに作用するインクの背圧が変動すると、その背圧変動がノズルからのインクの吐出精度に影響を及ぼす。そのため、インクジェットプリンタには、このインクの背圧変動を抑制する機構が設けられていることが多い。

そのようなインクジェットプリンタの一例として、その内部に貯留されたインクの液面をほぼ一定に保つことによりノズルに作用する背圧の変動を抑制するバッファタンクを備えたものがある（例えば、特許文献１参照）。図７、図８に示すように、このようなバッファタンク１００においては、インクカートリッジ１０１からインクＩをバッファタンク１００に流入させる為のインク流入管１０２と、インクカートリッジ１０１に大気を流出させる為の大気流出管１０３とが、バッファタンク１００の天板部１０４に設けられている。そして、バッファタンク１００内において、インク流入管１０２は大気流出管１０３よりも下方へ延びている。ここで、インクカートリッジ１０１をバッファタンク１００に装着する際には、インク流入管１０２と大気流出管１０３は、インクカートリッジ１０１に設けられた２つの栓部材１０６を夫々貫通することになるため、インク流入管１０２と大気流出管１０３は夫々細い中空針状に形成されている。

図７に示すように、ノズルからインクＩが吐出されていない状態では、バッファタンク１００からノズルへインクＩが流出しておらず、インクＩの液面は大気流出管１０３の下端付近の位置で停止して、インクが大気流出管１０３の下端部の内部に入り込んだ状態である。即ち、この状態では、大気が大気流出管１０３に入り込まず、大気がインクカートリッジ１０１へ流出しないため、インクカートリッジ１０１からインクＩがバッファタンク１００に流入しない。この状態で、ノズルからインクＩが吐出されたときには、バッファタンク１００の底部に形成されたインク供給口１０５からインクＩがノズルへ流出し、バッファタンク１００のインクＩの液面が低下する。

すると、大気流出管１０３の下端からインクＩの液面が離れ、大気流出管１０３の下端部の内部に、インクＩの表面張力によりメニスカスが形成される。さらに、インクＩの液面が下がり、図８に示すように、水頭差が所定のｈ₀以上となると大気流出管１０３内に形成されたメニスカスがブレイクされ、大気流出管１０３にバッファタンク１００内の大気が入り込みインクカートリッジ１０１へ大気が流出する。すると、大気と入れ替わるようにインク流入管１０２を介してインクカートリッジ１０１からインクＩがバッファタンク１００へ流入する。そして、バッファタンク１００内のインクＩの液面が上昇して大気流出管１０３の下端付近に達すると、再び大気流出管１０３からインクカートリッジ１０１へ大気が流出しない状態となり、バッファタンク１００内へのインクＩの流入が停止する。

特開２００２−３０７７１１号公報（図３）

しかし、前述の図７、図８に示すようなバッファタンクにおいては、インクの液面が低下したときに、大気流出管内にメニスカスが形成される。そして、大気流出管からインクの液面までの水頭差がｈ₀となるまで液面が低下したときにようやくメニスカスがブレイクされ、インクがバッファタンク内に流入することになる。つまり、バッファタンク内のインクの液面が水頭差ｈ₀だけ変動する。ところが、前述のように、大気流出管は細い中空針状に形成されているため、メニスカスをブレイクするのに必要な、大気流出管からインクの液面までの水頭差ｈ₀が必然的に大きいものとなる。従って、バッファタンク内のインクの液面変動が大きくなるため、ノズルに作用するインクの背圧をほぼ一定に保つことが困難となる。さらには、メニスカスブレイクに必要な水頭差ｈ₀の大きさによっては、バッファタンクの底面付近までインクの液面が低下しても大気流出管内のメニスカスがブレイクされない場合も考えられ、その場合には、ノズルに供給されるインクに気泡が混入してしまう虞がある。

本発明の目的は、バッファタンク内の液面が低下したときに、速やかにインクカートリッジに大気が流出するように構成してインクの液面の変動を極力抑制することである。

課題を解決するための手段及び発明の効果

第１の発明のインクジェットプリンタは、インクを吐出するノズルと、その上方に装着されるインクカートリッジから流入するインクを保持するとともにインクを前記ノズルに向けて流出させるバッファタンクとを備え、前記バッファタンクは、前記インクカートリッジ内のインクをバッファタンクに流入させる為のものであって、少なくともバッファタンク内においてタンク本体の天板部から下方に延在する部分を含むインク流入路と、外部から大気を導入する大気導入口と、前記バッファタンク内の大気を前記インクカートリッジに流出させる為の大気流出路とを備え、前記大気流出路は、前記天板部に設けられ上下に延びる大気流出管と、少なくとも下端において前記大気流出管よりも中空部の断面積が大きく且つ大気流出管と連通する筒部材であって、前記天板部から、大気流出管の下端よりも下方で且つ前記インク流入路の下端よりも上方の位置まで延在する第１の筒部材とを備えており、前記第１の筒部材の下端面には、前記バッファタンク内のインクの液面からの離隔距離が異なる部分が形成されていることを特徴とするものである。

このインクジェットプリンタにおいて、バッファタンクにインクカートリッジが装着された状態では、大気導入口を介してバッファタンク内に大気が導入され、さらに、その大気が大気流出路からインクカートリッジへ流出するとともに、大気と入れ替わるようにインクカートリッジ内のインクがインク流入路からバッファタンク内に流入する。そして、このバッファタンクからノズルへインクが流出して、ノズルからインクが吐出される。ここで、大気流出路は、上下に延びる大気流出管と、この大気流出管に連通する第１の筒部材を備えている。そして、第１の筒部材は、少なくとも下端において大気流出管よりも中空部の断面積が大きく構成され、大気流出管の下端よりも下方で且つインク流入路の下端よりも上方の位置まで延在している。

ノズルからインクが吐出されていないときには、バッファタンクからノズルへインクが流出しておらず、バッファタンク内のインクの液面は、大気流出管の下端よりも下方に延在する第１の筒部材の下端付近で停止してインクが第１の筒部材の下端部の内部に入り込んでおり、大気流出路から大気がインクカートリッジに流出しない状態にある。この状態で、バッファタンク内のインクがノズルへ流出すると、バッファタンク内のインクの液面が低下するが、このとき、第１の筒部材の下端が液面から離れ、第１の筒部材の下端部の内部にはインクの表面張力によりメニスカスが形成される。このように第１の筒部材の内部にメニスカスが張られている状態では、大気流出路からインクカートリッジへ大気を流出させて、インクカートリッジ内のインクをバッファタンク内に流入させることができない。しかし、第１の筒部材は少なくとも下端において大気流出管よりも中空部の断面積が大きいため、大気流出管に直接メニスカスが形成される場合に比べて、わずかなインク液面低下によりメニスカスが簡単にブレイクされる。

従って、バッファタンク内のインクの液面が、第１の筒部材の下端から少し下がるだけでメニスカスがブレイクされて、大気流入路からインクカートリッジへ大気が流出することになる。即ち、バッファタンクの液面が低下するとすぐに、インクカートリッジ内のインクがインク流入路からバッファタンク内に補充されることになるため、バッファタンク内のインク液面の変動を抑制して、ノズルに作用するインクの背圧変動を小さく抑えることが可能になる。また、このように、第１の筒部材の下端面にインクの液面からの離隔距離が異なる部分が形成されていると、インクの液面が低下する際に第１の筒部材に形成されるメニスカスの表面張力のバランスが崩れやすくなるため、メニスカスを容易にブレイクすることができる。

第２の発明のインクジェットプリンタは、前記第１の発明において、前記第１の筒部材の下端面が、前記バッファタンク内のインクの液面に対して所定角度傾斜していることを特徴とするものである。第１の筒部材の下端面がインクの液面と平行でないために、インクの液面が低下する際に第１の筒部材に形成されるメニスカスの表面張力のバランスが崩れやすくなるため、メニスカスを容易にブレイクすることができる。

第３の発明のインクジェットプリンタは、前記第１の発明において、前記第１の筒部材の下端部の周方向の１カ所に、下方へ部分的に突出する突出部が形成されていることを特徴とするものである。第１の筒部材の下端部から部分的に突出する突出部付近において、インクの液面が低下する際に第１の筒部材に形成されるメニスカスの表面張力のバランスが崩れやすくなるため、メニスカスをさらに容易にブレイクすることができる。また、メニスカスがブレイクしたときには、第１の筒部材内のインクが突出部に沿ってバッファタンク内に引き込まれるため、第１の筒部材の内部のインクが瞬時に大気と入れ替わる。従って、インクの液面が低下したときに、速やかに大気をインクカートリッジへ流出させることができるようになる

第４の発明のインクジェットプリンタは、前記第１〜第３の何れかの発明において、前記大気流出管は、前記天板部に上下貫通状に設けられ、前記第１の筒部材は、前記大気流出管のうちの前記天板部からタンク本体内へ延びる部分が内挿されることを特徴とするものである。従って、バッファタンク内の大気は、第１の筒部材の下端から入り込み、さらに、第１の筒部材に内挿された大気流出管を介してインクカートリッジへ流出することになる。

第５の発明のインクジェットプリンタは、前記第１〜第４の何れかの発明において、前記インク流入路は、前記天板部に上下貫通状に設けられたインク流入管と、前記インク流入管よりも中空部の断面積が大きく且つインク流入管のうちの前記天板部からタンク本体内へ延びる部分が内挿された筒部材であって、前記天板部からインク流入管及び前記第１の筒部材よりも下方へ延びる第２の筒部材を有することを特徴とするものである。

インク流入管が大径の第２の筒部材に内挿され、第２の筒部材はインク流入管よりも下方へ長く延びているため、中空部の断面積の小さいインク流入管の、バッファタンク内における長さを極力短くすることができ、インクカートリッジからバッファタンクにインクを流入させる際のインクの流動抵抗を極力小さくすることができる。つまり、バッファタンク内の液面が下がって大気流出路からインクカートリッジへ大気が流出したときに、すぐにインクカートリッジからバッファタンクにインクを補充することができ、バッファタンク内のインク液面の変動（すなわち、ノズルに作用するインク背圧の変動）を小さく抑えることができる。

第６の発明のインクジェットプリンタは、前記第１〜第５の何れかの発明において、前記天板部と第１の筒部材とが合成樹脂で一体形成されていることを特徴とするものである。このように、天板部と第１の筒部材とを合成樹脂で一体形成することにより、部品数及び組立工数を低減することができる。

第７の発明のインクジェットプリンタは、前記第６の発明において、前記天板部、前記第１の筒部材及び前記第２の筒部材が、合成樹脂で一体形成されていることを特徴とする、ものである。このように、天板部と第１、第２の筒部材とを合成樹脂で一体形成することにより、部品数及び組立工数をさらに低減することができる。

第８の発明のインクジェットプリンタは、前記第５〜第７の何れかの発明において、前記インク流入管と前記大気流出管が同一の管状部材で構成されていることを特徴とするものである。インク流入管と大気流出管は、金属製の径の細い中空針状の管状部材であり、比較的高価なものであることから、従来のバッファタンクのようにインク流入管用と大気流出管用として長さの異なる２種類の管状部材を用いるとコストが高くなるが、本発明においては、インク流入管と大気流出管に同一の管状部材を使用できるため、部品コストの低減が可能になる。

第９の発明のインクジェットプリンタは、インクを吐出するノズルと、このノズルに連通し、ノズルに作用するインクの背圧の変動を抑制する為のバッファタンクと、前記バッファタンクのタンク本体の天板部に設けられ上下に延びるインク流入路であって、バッファタンクの上側に装着されるインクカートリッジ内のインクをバッファタンクに流入させる為のインク流入路と、同じく前記天板部に設けられ上下に延びる大気流出管であって、バッファタンク内の大気を前記インクカートリッジに流出させる為の大気流出管と、少なくとも下端において前記大気流出管よりも中空部の断面積が大きく且つ大気流出管と連通する筒部材であって、前記天板部から大気流出管の下端よりも下方で且つインク流入路の下端よりも上方の位置まで延在する第１の筒部材とを備えており、前記第１の筒部材の下端面には、前記バッファタンク内のインクの液面からの離隔距離が異なる部分が形成されていることを特徴とするものである。

このインクジェットプリンタにおいては、大気流出管を介してバッファタンク内の大気をインクカートリッジに流出させるとともに、大気と入れ替わるようにインク流入管を介してインクカートリッジのインクをバッファタンク内に流入させる。ここで、バッファタンクの天板部には大気流出管と連通する第１の筒部材が設けられ、この第１の筒部材は大気流出管よりも中空部の断面積が大きく、大気流出管の下端よりも下方で且つインク流入管の下端よりも上方の位置まで延びており、バッファタンクからノズルへインクが流出していないときには、バッファタンク内のインクの液面は、第１の筒部材の下端付近に位置している。そして、バッファタンクからノズルへインクが流出してインクの液面が低下したときには、インクの液面が第１の筒部材の下端から離れて第１の筒部材の下端部の内部にメニスカスが形成されるが、この第１の筒部材は少なくとも下端において大気流出管よりも中空部の断面積が大きいため、大気流出管にメニスカスが形成される場合に比べて、わずかなインク液面低下によりメニスカスを容易にブレイクすることができる。

従って、バッファタンクの液面が低下するとすぐに、第１の筒部材に形成されたメニスカスがブレイクされてインクカートリッジへ大気が流出し、インクカートリッジ内のインクがインク流入管からバッファタンク内に補充されることになる。そのため、バッファタンク内のインク液面の変動を抑制して、ノズルに作用するインクの背圧を小さく抑えることが可能になる。

第１０の発明のインクジェットプリンタのバッファタンクは、インクを吐出するノズルに連通し、このノズルに作用するインクの背圧の変動を抑制する為のインクジェットプリンタのバッファタンクであって、タンク本体と、このタンク本体の上方を覆い、タンク本体の上側に装着されたインクカートリッジ内のインクをタンク本体内に流入させる為のインク流入路と前記インクカートリッジに大気を流出させる為の大気流出管とが夫々上下に貫通する天板部と、少なくとも下端において前記大気流出管よりも中空部の断面積が大きく且つ大気流出管のうちの前記天板部からタンク本体内へ延びる部分が内挿される筒部材であって、前記天板部から大気流出管の下端よりも下方で且つインク流入路の下端よりも上方の位置まで延びる第１の筒部材とを備えており、前記第１の筒部材の下端面には、前記タンク本体内のインクの液面からの離隔距離が異なる部分が形成されていることを特徴とするものである。

この第１１の発明によれば、前述の第１０の発明と同様の作用及び効果を奏する。即ち、このバッファタンクからノズルへインクが流出してインクの液面が低下したときには、液面が第１の筒部材の下端から離れて第１の筒部材の下端部の内部にメニスカスが形成されるが、第１の筒部材は少なくとも下端において大気流出管よりも中空部の断面積が大きいため、大気流出管にメニスカスが形成される場合に比べて、わずかなインク液面低下によりメニスカスを容易にブレイクすることができる。

本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１に示すように、インクジェットプリンタ１は、記録用紙Ｐに向けてインクＩを吐出するノズル２ａを備えたインクジェットヘッド２と、このインクジェットヘッド２に供給チューブ８を介して接続され、その上方に装着されるインクカートリッジ３から流入するインクＩを保持するバッファタンク４と、インクジェットヘッド２を一方向に直線的に往復移動させるキャリッジ５と、記録用紙Ｐを搬送する搬送機構６と、インクジェットヘッド２内のエアや高粘度化したインクＩを吸引するパージ装置７等を備えている。

このインクジェットプリンタ１においては、インクカートリッジ３が装着されたバッファタンク４から供給チューブ８を介してインクジェットヘッド２のノズル２ａにインクＩが供給され、インクジェットヘッド２がキャリッジ５により図１の紙面垂直方向に往復駆動されつつ、搬送機構６により図１の左右方向に搬送される記録用紙Ｐに向けてノズル２ａからインクＩが吐出されて、記録用紙Ｐが印刷される。尚、ノズル２ａからインクＩが吐出されていない状態で、ノズル２ａからインクＩが漏れるのを防止するために、ノズル２ａは、バッファタンク４内のインクＩの液面よりも高い位置に配置されている。

また、パージ装置７は、インク吐出面に対して接近／離隔する方向に移動可能で且つインクジェットヘッド２にインク吐出面を覆うように装着可能なパージキャップ１０と、ノズル２ａからインクＩを吸引する吸引ポンプ１１を備えている。そして、インクジェットヘッド２が記録用紙Ｐに印刷可能な印刷範囲外にあるときには、吸引ポンプ１１により、インクジェットヘッド２内に混入したエアや水分が蒸発して高粘度化したインクＩをノズル２ａから吸引することが可能である。

次に、バッファタンク４について説明するが、その前に、このバッファタンク４の上方に装着されるインクカートリッジ３について簡単に説明しておく。図１に示すように、インクカートリッジ３は、インクＩを貯留する合成樹脂製のカートリッジ本体２０と、カートリッジ本体２０の下部を覆う同じく合成樹脂製の蓋部材２１とを備えている。カートリッジ本体２０には、後述のインク流入管３６及び大気流出管３８の先端部が挿通する２つの挿通孔２２が形成されている。さらに、カートリッジ本体２０には、２つの挿通孔２２の上端に連なりカートリッジ本体２０内へ延びる２つの筒部２３も形成されている。２つの挿通孔２２には、インク漏れを防止する為の弾力性を有する（例えば、ゴム製の）栓部材２４が夫々圧入されている。

バッファタンク４は、その内部に保持するインクＩの液面を一定に保つことにより、ノズル２ａに作用する背圧の変動を抑制する為のものであり、図１、図２に示すように、バッファタンク４の上方にインクカートリッジ３が装着されて、このインクカートリッジ３内のインクＩがバッファタンク４内に流入するように構成されている。バッファタンク４は、インクＩを貯留するタンク本体３０と、このタンク本体３０の上方を覆う天板部３１とを備えており、これらタンク本体３０と天板部３１は夫々合成樹脂で形成されている。また、バッファタンク４には、バッファタンク４内に大気を導入する大気導入口３２が形成されている。タンク本体３０の底部には、供給チューブ８が接続されてノズル２ａにインクＩを流出させる為のインク流出口３３も形成されている。

さらに、このバッファタンク４は、インクカートリッジ３内のインクＩをバッファタンク４に流入させるインク流入路３４と、大気導入口３２から導入されたバッファタンク４内の大気を前記インクカートリッジ３に流出させる為の大気流出路３５とを備えている。

インク流入路３４は、天板部３１に上下貫通状に設けられたインク流入管３６と、このインク流入管３６よりも大径で且つインク流入管３６のうちの天板部３１からタンク本体３０内へ延びる部分が内挿された筒部材３７（第２の筒部材）を有する。一方、大気流出路３５は、天板部３１に上下貫通状に設けられた大気流出管３８と、この大気流出管３８よりも大径で且つ大気流出管３８のうちの天板部３１からタンク本体３０内へ延びる部分が内挿された筒部材３９（第１の筒部材）を有する。

インク流入管３６と大気流出管３８は、尖鋭な先端形状を有する中空針状（筒状）の金属製の部材（例えば、内径１．４ｍｍ）で構成されている。これらインク流入管３６と大気流出管３８の先端部には、夫々開口３６ａ，３８ａが形成されている。インク流入管３６と大気流出管３８は、天板部３１から僅かに下方へ突出した状態で天板部３１に取り付けられおり、それらインク流入管３６と大気流出管３８の下端は略同じ位置に配置されている。そのため、インク流入管３６と大気流出管３８とを、同一の中空針状の部材で構成することが可能である。

２つの筒部材３７，３９は、合成樹脂製の天板部３１と一体形成されている。筒部材３９は、断面が円形である円筒状に構成され、大気流出管３８よりも大径（例えば、内径６ｍｍ程度）であり、その中空部分の断面積は、大気流出管３８の中空部分の断面積よりも大きくなっている。この筒部材３９には大気流出管３８のうちの天板部３１からタンク本体３０内へ延びる部分が内挿されて大気流出管３８に連通し、さらに、筒部材３９は大気流出管３８よりも下方へ延びている。また、図１〜図３に示すように、筒部材３９の下端部の周方向の１カ所に、部分的に下方へ突出する突出部３９ａが形成されており、この突出部３９ａにおいて、筒部材３９の下端面からインクＩの液面までの離隔距離が部分的に異なるように構成されている。

一方、筒部材３７は、断面が円形である円筒状に構成され、インク流入管３６よりも大径（例えば、内径６ｍｍ程度）であり、その中空部分の断面積は、大気流出管３８の中空部分の断面積よりも大きくなっている。この筒部材３７にはインク流入管３６のうちの天板部３１からタンク本体３０内へ延びる部分が内挿されてインク流入管３６に連通し、さらに、筒部材３７はインク流入管３６及び筒部材３９よりも下方へ延びている。

そして、インクカートリッジ３の２つの栓部材２４に中空針状のインク流入管３６及び大気流出管３８を貫通させて、インクカートリッジ３をバッファタンク４の上方に装着したときには、大気流出管３８の開口３８ａから大気流出路３５を介して大気がインクカートリッジ３へ流出するとともに、その大気と入れ替わるようにして、インクカートリッジ３内のインクＩが開口３６ａからインク流入管３６に流れ込み、インク流入路３４を介してインクＩがバッファタンク４内へ流入する。そして、バッファタンク４内のインクＩの液面が上昇して大気流出路３５を構成する筒部材３９の下端付近まで達すると、筒部材３９の下端部の内部にインクＩが流入して大気が筒部材３９内に入り込まなくなるため、大気がインクカートリッジ３へ流出しなくなり、それ以上、インクＩがバッファタンク４内に流入しなくなる。

このように、ノズル２ａからインクＩが吐出されておらず、バッファタンク４からインクＩがノズル２ａへ流出していない状態では、バッファタンク４内のインクＩの液面は筒部材３９の下端付近に停止している。ここで、図２に示すように、筒部材３９の下端と大気流出管３８の下端との距離ｈ₁は、大気流出管３８内にインクＩの表面張力に起因して形成されるメニスカスをブレイクするのに必要な水頭差ｈ₀（図８参照）よりも大きく設定されている。具体的な一例を挙げると、インクＩの表面張力が４０ｍＮ／ｍ、大気流出管３８の内径が１．４ｍｍである場合にはｈ₀は９ｍｍとなるが、本実施の形態においては、筒部材３９の下端と大気流出管３８の下端の距離ｈ₁を、ｈ₀よりも大きい１３ｍｍとしている。

そのため、ノズル２ａからインクＩが吐出されてバッファタンク４内のインクＩがノズル２ａへ流出したときに、バッファタンク４内のインクＩの液面が下がるが、大気流出管３８の下端からインクＩの液面までの距離が常にｈ₀より大きくなっているため、径の小さい大気流出管３８にはメニスカスが形成されず、インクＩの液面が低下して筒部材３９の下端から離隔したときに、筒部材３９の下端部の内部にインクＩの表面張力によりメニスカスが形成されることになる。

ここで、筒部材３９の内径は、大気流出管３８の内径よりも大きく（例えば、３倍以上）であるため、図８に示すような従来のバッファタンクのように、大気流出管３８にメニスカスが形成される場合に比べて、メニスカスをブレイクするために必要な水頭差（筒部材３９の下端面からインクＩの液面までの距離）が非常に小さい。そのため、インクＩの液面がわずかに低下しただけで、筒部材３９のメニスカスがブレイクしてバッファタンク４内の大気が大気流出管３８に流れる。

さらに、筒部材３９の下端には、下方に部分的に突出する突出部３９ａが形成され、この突出部３９ａにより、インクＩの液面までの離隔距離が異なった部分が形成されていることになる。そのため、インクＩの液面が低下する際に、筒部材３９に形成されるメニスカスの表面張力のバランスが崩れやすくなりメニスカスをさらに容易にブレイクすることができる。また、このメニスカスがブレイクする際には、筒部材３９内のインクＩがバッファタンク４内のインクＩの表面張力により突出部３９ａに沿ってバッファタンク４内に引き込まれ、一方、インクＩの液面からの離隔距離が大きい、筒部材３９の下端の図２における左側の位置から大気が筒部材３９内に流入するため、筒部材３９の内部のインクＩが瞬時に大気と入れ替わる。従って、インクＩの液面が低下したときに、速やかに大気をインクカートリッジ３へ流出させることができるようになる。

一方、インク流入管３６のうちの天板部３１からタンク本体３０内へ延びる部分は、インク流入管３６よりも大径の筒部材３７に内挿され、この大径の筒部材３７はインク流入管３６よりも下方に延びている。従って、インクカートリッジ３からインク流入路３４を介してバッファタンク４へ流入するインクＩは、バッファタンク４内において大径の筒部材３７内を流れることになり、その流動抵抗を非常に小さくできる。そのため、バッファタンク４内の大気がインクカートリッジ３へ流出すると同時に、インクカートリッジ３内のインクＩがバッファタンク４内に流入するため、バッファタンク４へのインクＩの補充が速やかに行われる。

以上説明したインクジェットプリンタ１によれば、次のような効果が得られる。
バッファタンク４の天板部３１に、大気流出管３８よりも大径で且つこの大気流出管３８と連通する筒部材３９が設けられ、この筒部材３９は大気流出管３８よりも下方へ延びている。従って、インクＩの液面が低下したときに、小径の大気流出管３８にはメニスカスが形成されず、大径の筒部材３９の下端部にメニスカスが形成され、この大径の筒部材３９に形成されたメニスカスは、小径の大気流出管３８に比べて容易にブレイクされる。これにより、インクＩの液面の変動量を従来のバッファタンクと比較して小さくできるので、ノズル２ａに作用するインクＩの背圧変動を従来に比べて小さく抑えることができる。

また、筒部材３９の下端には、下方に部分的に突出する突出部３９ａが形成されているため、筒部材３９に形成されたメニスカスの表面張力のバランスが崩れやすくなり、メニスカスをさらに容易にブレイクすることができる。従って、インクＩの液面がわずかに低下したときに、筒部材３９のメニスカスが速やかにブレイクされるため、即座に大気流出路３５を介して大気をインクカートリッジ３へ流出させることができる。

また、バッファタンク４の天板部３１には、インク流入管３６よりも大径で且つこのインク流入管３６と連通する筒部材３７も設けられ、この筒部材３７もインク流入管３６よりも下方へ延びている。そのため、インクカートリッジ３からバッファタンク４内に流入したインクＩは、バッファタンク４内において大径の筒部材３７内を流れるため、その流動抵抗が小さくなる。従って、大気流出路３５を介してバッファタンク４内の大気がインクカートリッジ３へ流出したときに、即座にインクＩがインク流入路３４からバッファタンク４に流入して、インクＩがバッファタンク４に速やかに補充されるため、バッファタンク４内のインクＩの液面変動を抑制し、ノズル２ａに作用するインクＩの背圧変動を極力小さく抑えることができる。

インク流入管３６と大気流出管３８の下端の位置に差をつける必要がなく、下端の位置を同じにすることができるため、これらインク流入管３６と大気流出管３８とを同一の中空針状の部材で構成することができ、部品コストを低減することができる。

天板部３１と筒部材３７，３９とが合成樹脂で一体形成されているため、部品数を減らすことができるし、組付の為の工数も省略できるため、製造コストを低減することができる。

次に、前記実施の形態に種々の変更を加えた変更形態について説明する。但し、前記実施の形態と同じ構成を有するものについては、同じ符号を付して適宜その説明を省略する。
１］大気流出管３８に連通する筒部材３９の下端の形状は、前述した図３に示す形状が好ましいが、必ずしもその形状に限られるものではない。例えば、図４に示すように、筒部材３９Ａの下端面をインクＩの液面と平行に形成してもよい。この場合には、前述の図３の形状と比較してメニスカスの表面張力のバランスは崩れにくく、メニスカスがブレイクされるまでのインクＩの液面低下は大きくなるが、それでも、図８に示す従来のバッファタンクのように、内径の小さい大気流出管３８にメニスカスが形成される場合と比較すると、メニスカスのブレイクが格段に容易になる。また、筒部材３９Ａの形状加工が非常に容易になる。さらには、筒部材３９の下端面とインクＩの液面からの離隔距離が異なる部分を有する形状とすれば、図８のバッファタンクと比較してメニスカスのブレイクが容易となり、例えば、図５に示すように、筒部材３９Ｂの下端面をインクＩの液面に対して所定角度（例えば、約１０度）傾斜させることにより、メニスカスの表面張力のバランスが崩れやすくなるようにしてもよい。

２］天板部３１と筒部材３７，３９とを合成樹脂で一体形成する必要は必ずしもなく、夫々を別部材で構成してもよい。
３］前記実施の形態においては、インク流入管３６と大気流出管３８が夫々天板部３１を上下に貫通しているが、図６に示すように、バッファタンク４Ｃにおいて、これらインク流入管３６と大気流出管３８とが、天板部３１から下方へ延びずに上方へのみ突出し、筒部材３７Ｃ、３９Ｃと夫々連通するように構成してもよい。この場合、大気流出管３８の下端からインクＩの液面までの距離をより長くとることができる。また、バッファタンク４Ｃ内ではインクＩが大径の筒部材３７Ｃのみを流れるようになるので、インクＩがバッファタンク４Ｃ内に流入する際の流動抵抗をより小さくできる。
４］大気流出管３８が内挿される筒部材３９は、少なくとも下端において大気流出管３８よりも大径であればよく、例えば、下方ほどその内径が大きくなるような、いわゆるラッパ状に形成されていてもよい。

５］前記実施の形態においては、筒部材３７，３９が円筒状に構成されているが、これらの形状に限られるものではなく、例えば、断面が多角形の角柱状に構成されていてもよい。即ち、筒部材３７の少なくとも下端部における中空部の断面積がインク流入管３６の中空部の断面積よりも大きく構成されていれば、筒部材３７が如何なる断面形状であっても、従来に比べてインクＩがバッファタンク４内に流入する際の流動抵抗を小さくすることができる。また、筒部材３９の少なくとも下端部における中空部の断面積が大気流出管３８の中空部の断面積よりも大きく構成されていれば、筒部材３９が如何なる断面形状であっても、従来に比べてメニスカスを容易にブレイクさせることができる。

本発明の実施形態に係るインクジェットプリンタの概略構成図である。バッファタンクの断面図である。筒部材の下端部の拡大図である。変更形態の図３相当図である。別の変更形態の図３相当図である。さらに別の変更形態の図２相当図である。従来のインクカートリッジ及びバッファタンクの断面図である。従来のバッファタンクの断面図である。

符号の説明

Ｉインク
１インクジェットプリンタ
２ａノズル
３インクカートリッジ
４，４Ｃバッファタンク
３０タンク本体
３１天板部
３２大気導入口
３４インク流入路
３５大気流出路
３６インク流入管
３７，３７Ｃ筒部材
３８大気流出管
３９，３９Ａ，３９Ｂ，３９Ｃ筒部材
３９ａ突出部

Claims

インクを吐出するノズルと、その上方に装着されるインクカートリッジから流入するインクを保持するとともにインクを前記ノズルに向けて流出させるバッファタンクとを備え、
前記バッファタンクは、
前記インクカートリッジ内のインクをバッファタンクに流入させる為のものであって、少なくともバッファタンク内においてタンク本体の天板部から下方に延在する部分を含むインク流入路と、外部から大気を導入する大気導入口と、前記バッファタンク内の大気を前記インクカートリッジに流出させる為の大気流出路とを備え、
前記大気流出路は、
前記天板部に設けられ上下に延びる大気流出管と、
少なくとも下端において前記大気流出管よりも中空部の断面積が大きく且つ大気流出管と連通する筒部材であって、前記天板部から、大気流出管の下端よりも下方で且つ前記インク流入路の下端よりも上方の位置まで延在する第１の筒部材と、
を備えており、
前記第１の筒部材の下端面には、前記バッファタンク内のインクの液面からの離隔距離が異なる部分が形成されていることを特徴とするインクジェットプリンタ。
前記第１の筒部材の下端面が、前記バッファタンク内のインクの液面に対して所定角度傾斜していることを特徴とする請求項１に記載のインクジェットプリンタ。
前記第１の筒部材の下端部の周方向の１カ所に、下方へ部分的に突出する突出部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のインクジェットプリンタ。
前記大気流出管は、前記天板部に上下貫通状に設けられ、前記第１の筒部材は、前記大気流出管のうちの前記天板部からタンク本体内へ延びる部分が内挿されることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のインクジェットプリンタ。
前記インク流入路は、前記天板部に上下貫通状に設けられたインク流入管と、前記インク流入管よりも中空部の断面積が大きく且つインク流入管のうちの前記天板部からタンク本体内へ延びる部分が内挿された筒部材であって、前記天板部からインク流入管及び前記第１の筒部材よりも下方へ延びる第２の筒部材を有することを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載のインクジェットプリンタ。
前記天板部と第１の筒部材とが合成樹脂で一体形成されていることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載のインクジェットプリンタ。
前記天板部、前記第１の筒部材及び前記第２の筒部材が、合成樹脂で一体形成されていることを特徴とする請求項６に記載のインクジェットプリンタ。
前記インク流入管と前記大気流出管が同一の管状部材で構成されていることを特徴とする請求項５〜７の何れかに記載のインクジェットプリンタ。
インクを吐出するノズルと、
このノズルに連通し、ノズルに作用するインクの背圧の変動を抑制する為のバッファタンクと、
前記バッファタンクのタンク本体の天板部に設けられ上下に延びるインク流入路であって、バッファタンクの上側に装着されるインクカートリッジ内のインクをバッファタンクに流入させる為のインク流入路と、
同じく前記天板部に設けられ上下に延びる大気流出管であって、バッファタンク内の大気を前記インクカートリッジに流出させる為の大気流出管と、
少なくとも下端において前記大気流出管よりも中空部の断面積が大きく且つ大気流出管と連通する筒部材であって、前記天板部から大気流出管の下端よりも下方で且つインク流入路の下端よりも上方の位置まで延在する第１の筒部材と、
を備えており、
前記第１の筒部材の下端面には、前記バッファタンク内のインクの液面からの離隔距離が異なる部分が形成されていることを特徴とするインクジェットプリンタ。
インクを吐出するノズルに連通し、このノズルに作用するインクの背圧の変動を抑制する為のインクジェットプリンタのバッファタンクであって、
タンク本体と、
このタンク本体の上方を覆い、タンク本体の上側に装着されたインクカートリッジ内のインクをタンク本体内に流入させる為のインク流入路と前記インクカートリッジに大気を流出させる為の大気流出管とが夫々上下に貫通する天板部と、
少なくとも下端において前記大気流出管よりも中空部の断面積が大きく且つ大気流出管のうちの前記天板部からタンク本体内へ延びる部分が内挿される筒部材であって、前記天板部から大気流出管の下端よりも下方で且つインク流入路の下端よりも上方の位置まで延びる第１の筒部材と、
を備えており、
前記第１の筒部材の下端面には、前記タンク本体内のインクの液面からの離隔距離が異なる部分が形成されていることを特徴とするインクジェットプリンタのバッファタンク。