JP4552476B2 - インクジェットプリンタ - Google Patents

Description

本発明は、インクジェットプリンタ、特にインク流路内に発生した気泡を貯留し、この気泡を排出することができるインクジェットプリンタに関するものである。

製品として薄さを確保するために、キャリッジとしての大きさを薄くしたい。つまり、インクタンクを搭載しない構成としたいという要求がある。そのためには、プリンタ本体に設けたインクタンクのインクを、インク供給チューブを介して、キャリッジ上の記録ヘッドに供給する必要がある。

このようなインク供給チューブを用いるインクジェットプリンタでは、チューブを構成する材料の特性から、空気がチューブを透過してインク中に溶解することを避けられず、記録ヘッドの上流側に気泡滞留室を設け、気泡を除去することが必要になる。

インク供給チューブを用いるインクジェットプリンタにおける気泡の除去技術として、記録ヘッドの上部にマニホールド（気泡滞留室に相当）を設け、静止位置側にインクタンクと循環ポンプとを設け、この循環ポンプを駆動させて気泡を除去するように構成したものが知られている（例えば特許文献１参照）。

この特許文献１に記載の技術では、循環のために循環ポンプからインクタンクへの戻りチューブが必要となり、装置が大型化・複雑化するという課題がある。

また、インク供給チューブ内で気泡として発生した空気をキャリッジに搭載したタンクの上部に蓄積し、排気ポンプにより排出し、また、排出後に排気弁によりタンクを密閉するものも知られている（例えば特許文献２参照）。

本発明者は、気泡滞留室に連通する通路孔内に、その通路孔の軸線方向に沿って弁体を変位させることにより、気泡滞留室内の気泡を排出することを可能にした排気弁手段を開発した。そして、前記通路孔を開閉するＯリング（シール材）の内径を、バルブロッドの外径より小さくして、ロッドを持ち上げると、Ｏリングも一緒に上昇する構成としている。
特開２０００−１０３０８４号公報（図１参照） 特開２００２−２４０３１０号公報（図５参照）

弁閉止状態でＯリングが接触する受け面（弁座面）とそのＯリングとの間にインクが付着すると、そのインクが接着機能を発揮して、バルブロッドだけが上昇して、Ｏリングが受け面上に残るという現象が生ずる場合がある。このような現象が生ずると、前述したようにバルブロッドの外径よりＯリング（シール材）の内径を小さくしているので、弁が開放されず、排気が行えない。

そうすると、気泡滞留室内に気泡（空気）が溜まり続けて、最終的にその気泡（空気）が記録ヘッドの方に移動し、印字を正常に実施できなくなる。

本発明は、排気弁手段による排気時には、気泡滞留室内の気泡を確実に排出することができるインクジェットプリンタを提供することを目的とする。

請求項１の発明は、ノズルからインクを噴射して被記録媒体に記録を行う記録ヘッドと、その記録ヘッドに供給されるインクを貯えるインクタンクと、そのインクタンクから前記記録ヘッドにインクを供給するインク流路と、前記インク流路を通じて供給されたインクを貯留するバッファタンクと、前記バッファタンク内に滞留した気体を排気通路を通じて外部に排気可能である排気弁手段とを備えるインクジェットプリンタにおいて、前記排気弁手段は、前記排気通路途中の連通口が弁体にて開閉可能とされ、前記弁体が、前記連通口を開閉するシール材を有する弁部と、この弁部に一端部が連接されるバルブロッドとを有し、前記排気弁手段は、前記バルブロッドに嵌合されたリング状の前記シール材と、前記弁体を前記摺動方向に付勢するバネ部材と、当該バネ部材の付勢方向と対向する方向に変位可能なロッド押圧部材と、前記連通口の周囲に形成される弁座面とを有し、前記弁体は、前記シール材が前記弁座面に当接する方向に、前記弁部が前記バネ部材により常時付勢されているとともに、前記バルブロッドの他端部が前記ロッド押圧部材により前記付勢力に逆らう方向に押圧されることで前記連通口を開き、当該押圧が解除されることで前記連通口を閉じるものであり、前記バルブロッドの径が、前記シール材の内径よりも小径とされる一方、前記ロッド押圧部材の軸径よりも小径とされていることを特徴とするものである。

このようにすれば、シール材が弁座面に当接する方向に弁部がバネ部材により常時付勢されているとともに、前記バルブロッドの他端部が前記ロッド押圧部材により前記付勢力に逆らう方向に押圧されることで前記連通口を開く一方、当該押圧が解除されることで前記連通口を閉じる構成となっているので、確実に開閉動作が行われる。また、前記バルブロッドの径が、前記シール材の内径よりも小径とされるとともに、前記ロッド押圧部材の軸径よりも小径とされているので、バルブロッドの他端部が前記ロッド押圧部材により前記付勢力に逆らう方向に確実に押圧される。
また、弁体の弁部とシール材とが離れたときに、弁体のバルブロッドとシール材との間に、気体の流れを許容する隙間が付与されるので、排気弁手段による排気時には、気泡滞留室内の気泡（気体）を、前記隙間を通じて、確実に排出することができる。

さらに、弁体（バルブロッド）が排気通路内を摺動し、シール材が弁部と弁座面に当接することで連通口を閉じることができ、前記シール材が弁部あるいは前記弁座面から離隔するようにバルブロッドが摺動する。

請求項２の発明は、請求項１記載のインクジェットプリンタにおいて、前記バルブロッドには、気体の流れを許容する溝部が形成されているものである。この溝部は、弁部とシール材とが離れたときそれらの間に必要とされる気体の流れを許容することができるものであればよく、単数であっても複数であってもよいし、また、バルブロッド全体にわたって溝部が形成されている必要もない。

このようにすれば、バルブロッドに、気体の流れを許容する溝部を形成することで、弁座面とシール材とが離れたときそれらの間に気体の流れを許容する隙間を簡単に形成することができる。

請求項３の発明は、請求項２記載のインクジェットプリンタにおいて、前記弁体の摺動方向と直交する方向に関して、前記バルブロッドの切断面が、当該切断面と前記摺動方向に伸びる軸線とが交差して作る交点部から複数の突出面部が放射状に突出して構成され、前記切断面の外形形状が前記交点部を中心とする回転対称形であり、前記バルブロッドは、前記突出面部と同数の溝部が形成されている。

このようにすれば、弁部とシール材とが離れたときそれらの間に気体の流れを許容する溝部が円周方向において等角度間隔で配置されるので、溝部を通じてバランスよく気体が流れる。

請求項４の発明は、請求項３記載のインクジェットプリンタにおいて、前記バルブロッドが、５つの溝部が前記バルブロッドの全長にわたって形成されている。

このようにすれば、５つの溝部がバルブロッドの全長にわたって形成されているので、シール材の位置に関わりなく、バルブロッドが摺動することで気体の流れを許容する隙間が形成される。

以上のように、本発明は、弁体のバルブロッドまたはシール材に、前記弁体の弁部とシール材とが離れたときそれらの間に気体の流れを許容する隙間を付与する構成としているので、排気弁手段による排気時には、気泡滞留室内の気泡を確実に排出することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に沿って詳細に説明する。

図１は本発明に係るインクジェットプリンタの主たる構成要素を示す概略構成図、図２はインクジェットプリンタヘッドの底面図、図３は記録ヘッド、補強フレーム、ヘッドホルダ、及びバッファタンクの分解斜視図である。

図１〜図３に示すように、インクジェットプリンタ１００は、インクジェットプリンタヘッド１として、ノズル孔からインクを吐出するインクジェット式でかつ薄板形状である記録ヘッド１１と、この記録ヘッド１１が搭載され合成樹脂材料により形成されるヘッドホルダ１２とを備える。そして、ヘッドホルダ１２は、用紙Ｐ（被記録媒体）に対して移動するキャリッジとして機能する。インクタンク（図示せず）からインク供給チューブ１３ａ〜１３ｄ（インク供給管）を介して、ヘッドホルダ１２に搭載されたバッファタンク１４に供給されて一時的に貯留され、それからそのバッファタンク１４を経て記録ヘッド１１にインクを供給するように構成されている。なお、前記インクタンクは、プリンタフレーム（図示せず）に着脱可能に載置され、記録ヘッド１１に供給する大量のインクを貯留するものである。具体的に図示していないが、フルカラー記録のために、複数のインクタンク（個別の色、即ち、ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー用のインクタンク）が前記プリンタフレームに設けられている。

ヘッドホルダ１２は、前記プリンタフレームの前後において平行に設けられフレーム左右方向に延びる後側ガイド部材２Ａと前側ガイド部材２Ｂとにスライド移動可能に支持されている。前側ガイド部材２Ａは、スライド移動方向と直交する断面をほぼＬ字形に形成され、後側ガイド部材２Ｂは、スライド移動方向に延びる水平な面を有している。そして、このヘッドホルダ１２に、駆動プーリ３Ａと従動プーリ３Ｂとの間に巻き掛けられたエンドレスのタイミングベルト４の一部が連結され、駆動プーリ３Ａを駆動モータ５で回転駆動することで、ヘッドホルダ１２がタイミングベルト４を介してガイド部材２Ａ，２Ｂに沿ってフレーム左右方向に往復移動する構成とされている。ヘッドホルダ１２の上側部分はカバー２４にて覆われている。なお、具体的に図示しないが、周知の用紙搬送機構により、用紙Ｐは記録ヘッド１１の下面側でヘッドホルダ１２の移動方向と直交する方向（図１の矢印Ａ方向）に、記録可能な状態で搬送される。また、後述するメンテナンスユニット７０（ノズル面のクリーニングを行い、また、色毎にインクを選択的に吸引するための回復処理、及びバッファタンク１４内の気泡（空気）を除去する除去処理を行う）のほか、インク受け部（記録動作中に定期的にノズルの目詰まり防止のためのインク吐出（フラッシング）を行う）が配設されている。

記録ヘッド１１の下面には、図２（記録ヘッド１１を下面からみた図）において左側からブラックインク（ＢＫ）用のノズル１６ａの２列と、シアンインク（Ｃ）用のノズル１６ｂの列と、イエローインク（Ｙ）用のノズル１６ｃの列と、マゼンタインク（Ｍ）用のノズル１６ｄの列とが、ヘッドホルダ１２の移動方向（主走査方向）と直交する方向に長く形成されている。そして、用紙Ｐの上面に対向するように各ノズル１６ａ〜１６ｄが下向きにて露出している。

記録ヘッド１１の一端側には、図３に示すように、キャビティユニット１７のインク供給口１８ａ〜１８ｄが、上面に列状に開口して各インク色（本実施形態では４色）毎に設けられている。これらインク供給口１８ａ〜１８ｄから延びる各インク供給チャンネルを介してインクが分配され、圧電アクチュエータ１９の駆動によりノズル１６ａ〜１６ｄからインクを吐出させるように構成されている。ブラックインク（ＢＫ）用のインク供給口１８ａは、シアンインク（Ｃ）用、イエローインク（Ｙ）用及びマゼンタインク（Ｍ）用のインク供給口１８ｂ〜１８ｄよりも開口面積が大きく形成されている。

記録ヘッド１１においては、平面視で圧電アクチュエータ１９の外形形状をキャビティユニット１７の外形形状よりも小さくし、キャビティユニット１７の背面に圧電アクチュエータ１９を積層した際に、インク供給口１８ａ〜１８ｄを含む圧電アクチュエータ１９周囲のキャビティユニット１７の背面が記録ヘッド１１の背面側において露出するようにしている。

圧電アクチュエータ１９の上面には、そのアクチュエータ１９に電圧を印加するフレキシブルフラットケーブル２０が固定されている。フレキシブルフラットケーブル２０は、ドライバＩＣ２１を備え、バッファタンク１４の上側に設けられたプリント基板２２（図５参照）に電気的に接続される。プリント基板２２は、他のフレキシブルフラットケーブルを介してプリンタ本体側のプリント基板（図示せず）に接続される構成となっている。ドライバＩＣ２１は発熱するので、それを冷却するためにアルミニウム合金製のヒートシンク２３がドライバＩＣ２１に押し付けられ（図６参照）、ドライバＩＣ２１がヒートシンク２３を介して自然冷却されるようになっている。

図４〜図６に示すように、バッファタンク１４は、本体ケース２５（バッファタンク本体）の内部を仕切壁にて区画することで、インク色毎に独立した複数の気泡滞留室、つまりブラックインク（ＢＫ）用の気泡滞留室３１ａ、シアンインク（Ｃ）用の気泡滞留室３１ｂ、イエローインク（Ｙ）用の気泡滞留室３１ｃ及びマゼンタインク（Ｍ）用の気泡滞留室３１ｄを備えている。

バッファタンク１４の本体ケース２５は、上面を開放した箱状の下ケース２６と、その下ケース２６の上面を覆って下ケース２６に固定された上ケース２７とから構成される。下ケース２６及び上ケース２７は共に合成樹脂材料にて射出成形されたものであり、超音波溶着等にて液密的に結合されている。これら両ケース２６，２７が結合されることによって、下ケース２６側にインクを一時的に滞留させるタンク室（図示せず）が色毎に形成され、上ケース２７側には気泡滞留室３１ａ〜３１ｄが形成される。なお、気泡滞留室３１ａ〜３１ｄは、それらがそれぞれ１つの単独の室で形成されている場合だけでなく、それぞれの室が色毎に分割された複数の室から構成される場合も含まれる。そして、各気泡滞留室３１ａ〜３１ｄは、それらの端部において各インク色毎のインク流出口３２ａ〜３２ｄに連通している。

ヘッドホルダ１２の底側の壁である底板１２ａは、記録ヘッド１１の背面とほぼ平行であり、この底板１２ａの下面に記録ヘッド１１が接着されている。また、ヘッドホルダ１２の底板１２ａの上側には、インクを一時的に貯えるバッファタンク１４と、このバッファタンク１４の気泡滞留室３１ａ〜３１ｄ内の空気を排気するための排気弁手段１５とが搭載されている。

インク流出口３２ａ〜３２ｄは、下ケース２６の下面に並んで位置し、底板１２ａよりも下方に突出した位置で、下向きに開口している。一方、キャビティユニット１７（記録ヘッド１１）は、キャビティユニット１７の内部に形成された各インク色毎のインク供給チャンネル（マニホールド）の端部と連通した複数のインク供給口１８ａ〜１８ｄを、各インク流出口３２ａ〜３２ｄと対向した上面に備えている。インク流出口３２ａ〜３２ｄは、補強フレーム３３に貫通して設けたインク通路孔３３ｂ〜３３ｅやゴムパッキン等の弾性シール材３４を介して、記録ヘッド１１の各インク供給口１８ａ〜１８ｄと連通している。

この記録ヘッド１１は、その背面に枠状の補強フレーム３３を介在させて、ヘッドホルダ１２の下側に固定される。補強フレーム３３は、図３に示すように、記録ヘッド１１の背面に沿った偏平な薄板形状を有しているとともに、補強フレーム３３の中央開口部３３ａ内の大きさは、平面視で圧電アクチュエータ１９の外形形状よりも僅かに大きく、かつキャビティユニット１７の外形形状よりも小さく形成されている。そのため、補強フレーム３３は、その中央開口部３３ａ内に圧電アクチュエータ１９とフレキシブルフラットケーブル２０とを位置させるように、キャビティユニット１７の背面に接着固定される。

この補強フレーム３３は、金属製（例えばＳＵＳ４３０）で、キャビティユニット１７よりも厚く、かつ剛性が大きく形成されている。補強フレーム３３は、キャビティユニット１７のインク供給口１８ａ〜１８ｄに対応する補強フレーム３３の一端側の位置に、バッファタンク１４のインク流出口３２ａ〜３２ｄと、キャビティユニット１７のインク供給口１８ａ〜１８ｄとを接続する４つのインク通路孔３３ｂ〜３３ｅが列状に穿設されている。

記録ヘッド１１と補強フレーム３３との間の段差を解消し記録ヘッド１１を保護するために、記録ヘッド１１の周囲に位置する平面視コ字形状の保護カバー５１が、補強フレーム３３に取り付けられている。

また、補強フレーム３３の隅部にはネジ穴３３ｆ，３３ｇが設けられている。そして、このネジ穴３３ｆ，３３ｇに対応させて、バッファタンク１４の外周面に外周方向に突出するフランジ状の取付部１４ａを設け、各取付部１４ａにそれぞれ取付穴１４ｂが穿設されている。そして、締結部材としてネジ２８が、各取付穴１４ｂを通じて、ネジ穴３３ｆ，３３ｇにそれぞれ螺合され、これにより底板１２ａの下面に接着固定された補強フレーム３３の上面にバッファタンク１４が固定される。

インク流出口３２ａ〜３２ｄが設けられている部位とは反対側の部位に、上ケース２７（本体ケース２５）の側面からフランジ状のタンク延長部２７ａが側方に突出し、そのタンク延長部２７ａには、図３及び図４に示すように各インク色毎のインク流路、すなわちブラックインク（ＢＫ）用、シアンインク（Ｃ）、イエローインク（Ｙ）用及びマゼンタインク（Ｍ）用の各インク流路３５ａ，３５ｂ，３５ｃ、３５ｄが独立して形成され、それらの下流端が、下ケース２６内に形成された色毎のタンク室（図示せず）を介して気泡滞留室３１ａ〜３１ｄにそれぞれ連通されている。上ケース２７のタンク延長部２７ａの下側には、そのタンク延長部２７ａに対応して、ヘッドホルダ１２のホルダ延長部１２ｂが形成されている。このホルダ延長部１２ｂは、バッファタンク１４が収納される箱形状のホルダ本体１２ｃの上端部から、タンク延長部２７ａに対応して延びている。両延長部２７ａ，１２ｂの先端部分に対して、各インク色毎のインク流路を有するチューブジョイント３６がばね３７により弾性的に取り付けられている。これにより、インク流路３５ａ〜３５ｄの上流端がチューブジョイント３６内部の各インク流路に連通している。

そしてチューブジョイント３６は、内部の各インク流路に連通するチューブ接続口部３６ａ〜３６ｄを有し、このチューブ接続口部３６ａ〜３６ｄに、一端部が前記インクタンクに連通するインク供給チューブ１３ａ〜１３ｄの他端部が着脱可能に接続されている。また、チューブジョイント３６には、プリント基板２２とプリンタ本体側のプリント基板２０’とを接続するためのフレキシブルフラットケーブル２０’を係止する係止部３６ｅが一体に設けられている。

また、上ケース２７の上面側には、それぞれ気泡滞留室３１ａ〜３１ｄの上部空間部に一端部が連通する排気通路４１ａ〜４１ｄが各インク色毎に（４つ）独立して凹み形成されている。この排気通路４１ａ〜４１ｄの他端部は、本体ケース２５を横切って延び、下ケース２６に貫通形成された各インク色毎の排気孔４２ａ〜４２ｄの上端に連通している。なお、各排気通路４１ａ〜４１ｄは、それらの開放上面を可撓性膜４３で覆うことで画定されている。

続いて、排気弁手段１５について説明する。

下ケース２６の一側に形成される排気孔４２ａ〜４２ｄは、図６に示すように、上下方向に長くかつ上下に開口するもので、インク色毎に（４つ）形成されている。各排気孔４２ａ〜４２ｄは、上側の大径孔部と、下側に位置する小径孔部とを有し、それらが連通口を通じて連通している（図６では、排気孔４２ｄについての大径孔部４２Ａ、小径孔部４２Ｂ、連通口４２Ｃのみ図示するが、他の排気孔４２ａ〜４２ｃも同様である）。

弁体４４は、大径の弁部４４ａと、その下端に一体に連接した小径のバルブロッド４４ｂと、このバルブロッド４４ｂに被嵌（嵌合）されたリング状のシール材４４ｃとを備える。弁部４４ａは、バルブロッド４４ｂよりも大径とされ、シール材４４ｃが弁部４４ａに接触している。弁部４４ａは、シール材４４ｃを介して、大径孔部４２Ａの底面であり小径孔部４２Ｂの上端開口部である連通口４２Ｃの周囲の開口端面４２Ｄ（弁座面）と対向する。そして、排気孔４２ｄの大径孔部４２Ａには大径の弁部４４ａが、小径孔部４２Ｂにはバルブロッド４４ｂが、それぞれ空気（気体）の流通を可能にする隙間を残して挿入される。これにより、弁体４４がその中心軸線方向において排気孔４２ｄ（排気通路）内に摺動可能に支持される。弁体４４は、後述するように弁開放時にメンテナンスユニット７０に設けられた突出軸部７２ａによって押し上げられるため、バルブロッド４４ｂの下端が小径孔部４２Ｂの下端開口部近傍まで延びている。なお、シール材４４ｃとしては、ゴム状の弾性体のパッキン等が好適であり、この実施形態では、シール材４４ｃとしてＯリングが用いられる。

大気に連通する連通口４２Ｃの開口端面４２Ｄが弁座面となり、この開口端面４２Ｄと弁部４４ａとの間にシール材４４ｃが配置される。よって、連通口４２Ｃは、シール材４４ｃを介して、弁部４４ａによって開閉される。

また、図６に示すように、大径孔部４２Ａの内部には、連通口４２Ｃを閉塞する方向に弁体４４（弁部４４ａ）を付勢する付勢手段として、コイルスプリング４５が嵌挿されている。コイルスプリング４５の上端部は上ケース２７の係合凸部２７ｂの外側に嵌合され、下端部は弁部４４ａ上側の凹部４４ａａ内に嵌挿されている。そして、コイルスプリング４５によって、シール材４４ｃが開口端面４２Ｄに当接する方向に弁体４４（弁部４４ａ）が常時付勢され、後述する突出軸部７２ａによる押し上げ力が弁体４４に作用しない通常時は、排気弁手段１５は、連通口４２Ｃが閉じる弁閉止状態となる。

弁体４４は、具体的には図７（ａ）（ｂ）に示すように、弁体４４の摺動方向と直交する方向に関して、バルブロッド４４ｂの切断面が、この切断面と前記摺動方向に伸びる軸線とが交差して作る交点部４４ｅから５つ（複数）の突出面部４４ｆが放射状に突出して構成される。そして、前記切断面の外形形状が交点部４４ｅを中心とする回転対称形であり、バルブロッド４４ｂは、突出面部４４ｆと同数の溝部４４ｄを備える。本実施の形態では、溝部４４ｄは、バルブロッド４４ｂの全長にわたって形成されている。ここで、突出面部４４ｆの数は、５つに限らず、回転対称形で、複数であればよい。

このバルブロッド４４ｂに形成された（５つの）溝部４４ｄが、弁部４４ａとシール材４４ｃとが離れたとき、バルブロッド４４ｂとシール材４４ｃとの間に空気の流れを許容する隙間として機能する。仮に、インクにより排気通路内が汚染されて、シール材４４ｃが開口端面４２Ｄに固着するようなことがあっても、良好な排気の流路として働く。

メンテナンスユニット７０は、記録ヘッド１１のノズル１６ａ〜１６ｄの開口面を開閉可能に覆う第１のキャップ部材７１と、排気弁手段１５の下端面（すなわち各小径孔部４２ｂの下端開口面）を個別に開閉可能に覆う複数の第２のキャップ部材７２とを備える。両キャップ部材７１，７２は、公知のメンテナンスユニットと同様の上下移動機構７３により、キャリッジとしてのヘッドホルダ１２が、印字を行わない待機位置に移動したときに、ノズル１６ａ〜１６ｄの開口面及び排気弁手段１５の下端面に密着するように上昇し、他の位置ではそれらの面から離隔するように下降する。また、第１のキャップ部材７１は、公知のメンテナンスユニットと同様に吸引ポンプ７４に接続され、吸引ポンプ７４の駆動によりノズル１６ａ〜１６ｄから増粘したインクや異物が吸引除去される。

各第２のキャップ部材７２は、そのキャップ部材７２よりも突出した突出軸部７２ａをそれぞれ有し、排気弁手段１５の下端面に密着したとき、突出軸部７２ａにより、弁体４４をコイルスプリング４５の付勢力に抗して押し上げ、シール材４４ｃを大径孔部４２Ａの開口端面４２Ｄから離し、弁開放状態にする。

各第２のキャップ部材７２は共通の流路を介して吸引ポンプ７４に接続され、吸引ポンプ７４の駆動により各気泡滞留室３１ａ〜３１ｄ内に蓄積した気泡が一括して吸引され大気に排出される。これは、インクタンクからインク供給チューブ１３ａ〜１３ｄを通して記録ヘッド１１に供給されるインクを、そのインク流路の途中となる気泡滞留室３１ａ〜３１ｄ内に一旦貯留することで、インク中から気泡を分離浮上させ、気泡滞留室３１ａ〜３１ｄの上部に蓄積した気泡を、上記のように、吸引ポンプ７４により排出させるのである。

第１のキャップ部材７１と第２のキャップ部材７２は、切替弁７５により択一的に吸引ポンプ７４に接続される。第１のキャップ部材７１と第２のキャップ部材７２は、上下移動機構７３により、同時にノズル１６ａ〜１６ｄの開口面及び排気弁手段１５の下端面に密着するが、好適には、まず第２のキャップ部材７２を通して気泡滞留室３１ａ〜３１ｄの上部に蓄積した気泡を排出しその後、第１のキャップ部材７１を通してノズル１６ａ〜１６ｄからインクを排出する。仮に第１のキャップ部材７１のみで気泡滞留室３１ａ〜３１ｄの気泡を排出しようとすると、多量のインクを排出しなければならないが、上記のようにすることで、少ないインク排出量で、気泡の排出及び記録ヘッドの回復処理を行うことができる。

また、ノズル１６ａ〜１６ｄからのインク吸引のみ、または気泡滞留室３１ａ〜３１ｄの気泡の排出のみを、それぞれ単独に行うこともできる。

また、上記のように吸引ポンプ７４の吸引動作に代えて、インクタンク側から、インクに正圧を加えて、ノズル１６ａ〜１６ｄから増粘したインクや異物を吸引除去したり、気泡滞留室３１ａ〜３１ｄの気泡を排出することもできる。あるいは、吸引動作とインクヘの正圧印加を併用することもできる。

以上の構成によれば、印字が行われている通常時には、弁体４４は、コイルスプリング４５によって常時下向きに押圧されており、シール材４４ｃが弁部４４ａおよび弁座面に当接した状態（シール材４４ｃが弁部４４ａと連通口４２Ｃの開口端面４２Ｄとの間で押圧挟持された状態）で連通口４２Ｃを閉じ、図６に示すように、弁閉止状態となる。

一方、印字を行わない待機位置に移動したときには、バルブロッド４４ｂが、第２のキャップ部材７２の突出軸部７２ａによって上方に押し上げられる。このとき、シール材４４ｃは、図８（ａ）に示すように、弁部４４ａと一緒に移動するか、図８（ｂ）に示すように開口端面４２Ｄ（弁座面）上に残ることになるが、いずれの場合にも、排気孔４２ｄは溝部４４ｄを通じて連通状態となり、つまり連通口４２Ｃが開放され、弁開放状態となる。この弁開放状態では、気泡滞留室３１ｄの気泡が連通口４２Ｃから小径孔部４２Ｂ及び吸引ポンプ７４を介して、大気へ排気可能となるのである。

したがって、例えばシール材４４ｃが接触する開口端面４２Ｄとそのシール材４４ｃとの間にインクが付着することにより、弁開放時に、バルブロッド４４ｂだけが上昇し、シール材４４ｃが開口端面４２Ｄ上に残るという現象が生じても、前述したように溝部４４ｄを通じて連通口４２Ｃが開放されているので、排気は可能である。よって、気泡滞留室３１ａ〜３１ｄ内に気泡（空気）が溜まり続けるということがなく、その気泡（空気）が記録ヘッドの方に移動することもないので、正常な印字が妨げられることもない。

前記実施の形態では、バルブロッド４４ｂに、気体の流れを許容する溝部４４ｄを設けることにより、弁部４４ａとシール材４４ｃとが離れたときそれらの間に気体の流れを許容する隙間を形成するようにしているが、そのような溝部４４ｄは必ずしも設ける必要はない。例えば図９に示すように、バルブロッド４４ｂ’の他端部が突出軸部７２ａ’（ロッド押圧部材）によりコイルスプリング４５の付勢力に逆らう方向に押圧されることで連通口４２Ｃを開き、当該押圧が解除されることで連通口４２Ｃを閉じるものにおいて、バルブロッド４４ｂ’の外径を、シール材４４ｃ’の内径よりも小径とする一方、突出軸部７２ａ’の軸径よりも小径とするようにしてもよい。このようにすれば、バルブロッド４４ｂ’の上昇により、開口端面４２Ｄ上にシール材４４ｃ’が残ることになるが、弁体４４（バルブロッド４４ｂ’）とシール材４４ｃ’との間に、排気の流れを許容する隙間が形成されるので、前述した実施の形態と同様な効果が得ることができるからである。ここで、バルブロッド４４ｂ’の外径（軸径）をリング状のシール材４４ｃ’の内径よりも小径とするのは、それらが離れたときにそれらの間に排気の流れを許容する隙間を形成するためである。一方、バルブロッド４４ｂ’の外径を突出軸部７２ａ’の軸径よりも小径とするのは、突出軸部７２ａ’の径がバルブロッド４４ｂ’の径よりも小さいと、排気孔４２ｄの壁面とバルブロッド４４ｂ’との間に突出軸部７２ａ’が入り込んで、バルブロッド４４ｂ’を、開放のために必要とされる規定量上昇させることができなくなるからである。

上述の実施の形態では、シール材４４ｃの内径とバルブロッド４４ｂの外径が同じであるがバルブロッド４４ｂに溝部４４ｄを備えたり、シール材４４ｃ'の内径よりもバルブロッド４４ｂ’の外径を小さくすることで排気の流れを許容する隙間が形成されていたが、シール材の内径よりも外径の小さいバルブロッドにさらに溝部を備えるようにしても良い。これにより、前述した実施の形態と同様な効果が得ることができるとともに、さらに排気通路の有する排気の流れに対する流路抵抗を小さくすることができる。さらに、排気とともにバッファタンク側から流出してくるインクにより排気通路内が汚染され、例えば、シール材が弁部４４ａに固着するようなことがあっても流路抵抗に変動が生じないので、所定の排気動作が確実にできる。

本発明に係るインクジェットプリンタの主たる構成要素を示す概略構成図である。 インクジェットプリンタヘッドの底面図である。 記録ヘッド、補強フレーム、ヘッドホルダ、及びバッファタンクの分解斜視図である。 本発明に係るインクジェットプリンタヘッドを、一部を断面で示す平面図である。 図４のV-V線における断面図である。 図４のVI-VI線における断面図である。 （ａ）（ｂ）はそれぞれ弁体の実施の形態を示し、（ａ）は一部断面正面図、（ｂ）は底面図である。 （ａ）（ｂ）はそれぞれ排気弁手段の動作を示し、（ａ）はシール材が弁体を一緒に移動する場合を示す説明図、（ｂ）はシール材が弁座面上に残る場合を示す説明図である。 変形例についての図８（ｂ）と同様の図である。

符号の説明

Ｐ 用紙
１００ インクジェットプリンタ
１１ 記録ヘッド
１２ ヘッドホルダ
１３ａ〜１３ｄ インク供給チューブ
１４ バッファタンク
１５ 排気弁手段
１６ａ〜１６ｄ ノズル
３１ａ〜３１ｄ 気泡滞留室
３５ａ〜３５ｄ インク流路
４２ｄ 排気孔
４２Ａ 大径孔部
４２Ｂ 小径孔部
４２Ｃ 連通口
４２Ｄ 開口端面（弁座面）
４４ 弁体
４４ａ 弁部
４４ｂ，４４ｂ’ バルブロッド
４４ｃ，４４ｃ’ シール材
４４ｄ 溝部
４４ｅ 交点部
４４ｆ 突出面部
７０ メンテナンスユニット
７２ａ，７２ａ’ 突出軸部（ロッド押圧部材）

Claims (4)

1. ノズルからインクを噴射して被記録媒体に記録を行う記録ヘッドと、その記録ヘッドに供給されるインクを貯えるインクタンクと、そのインクタンクから前記記録ヘッドにインクを供給するインク流路と、前記インク流路を通じて供給されたインクを貯留するバッファタンクと、前記バッファタンク内に滞留した気体を排気通路を通じて外部に排気可能である排気弁手段とを備えるインクジェットプリンタにおいて、
   前記排気弁手段は、前記排気通路途中の連通口が弁体にて開閉可能とされ、前記弁体が、前記連通口を開閉するシール材を有する弁部と、この弁部に一端部が連接されるバルブロッドとを有し、
   前記排気弁手段は、
   前記バルブロッドに嵌合されたリング状の前記シール材と、前記弁体を前記摺動方向に付勢するバネ部材と、当該バネ部材の付勢方向と対向する方向に変位可能なロッド押圧部材と、前記連通口の周囲に形成される弁座面とを有し、
   前記弁体は、
   前記シール材が前記弁座面に当接する方向に、前記弁部が前記バネ部材により常時付勢されているとともに、前記バルブロッドの他端部が前記ロッド押圧部材により前記付勢力に逆らう方向に押圧されることで前記連通口を開き、当該押圧が解除されることで前記連通口を閉じるものであり、
   前記バルブロッドの径が、前記シール材の内径よりも小径とされる一方、前記ロッド押圧部材の軸径よりも小径とされていることを特徴とするインクジェットプリンタ。
2. 前記バルブロッドには、気体の流れを許容する溝部が形成されていることを特徴とする請求項１記載のインクジェットプリンタ。
3. 前記弁体の摺動方向と直交する方向に関して、
   前記バルブロッドの切断面は、
   当該切断面と前記摺動方向に伸びる軸線とが交差して作る交点部から複数の突出面部が放射状に突出して構成され、前記切断面の外形形状が前記交点部を中心とする回転対称形であり、
   前記バルブロッドは、前記突出面部と同数の溝部が形成されていることを特徴とする請求項２記載のインクジェットプリンタ。
4. 前記バルブロッドは、５つの溝部が前記バルブロッドの全長にわたって形成されていることを特徴とする請求項３記載のインクジェットプリンタ。

Images