JP4654505B2

JP4654505B2 - インクジェットプリンタ

Info

Publication number: JP4654505B2
Application number: JP2000347981A
Authority: JP
Inventors: 光加賀; 誠至清水; 鈴木　　剛; 勝紀西田; 孝正臼井
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 2000-11-15
Filing date: 2000-11-15
Publication date: 2011-03-23
Anticipated expiration: 2020-11-15
Also published as: JP2002144600A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェットプリンタに関し、特に、インク流路内に気泡が発生した場合にも印字品質を維持すると共に、発生した気泡を排出するために消費されるインクの消費量を削減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。
【０００２】
【従来の技術】
従来、印字ヘッドからインクを噴射して印字動作を行うインクジェットプリンタにおいて、噴射するインクを貯蔵するインクタンクから、インク供給管（チューブ）を通して、印字ヘッドにインクを供給するチューブ供給形式を採用したインクジェットプリンタがある。
【０００３】
従来のチューブ供給形式によるインク供給管２０の一例を図８に示す。図８は、インク供給管２０の一部を模式的に表した断面図である。図８に示すように、インク供給管２０は、ジョイント部材２１と、フィルタ２２と、可撓性の樹脂で形成される第１チューブ２３ａと第２チューブ２３ｂとを備えている。
【０００４】
ジョイント部材２１は、第１チューブ２３ａと第２チューブ２３ｂとを連通させるものであり、その中央にフィルタ２２が配設されている。フィルタ２２は、インク内のゴミを捕捉するものであり、ステンレス製の金属（ワイヤ）が網目状に編まれたメッシュで構成されている。このフィルタ２２は、インクを通過させると共にインク内のゴミを捕捉するような構成になっている。
【０００５】
このジョイント部材２１は第１チューブ２３ａによりインクタンクと連通され、第２チューブ２３ｂにより印字ヘッドと連通されている。インクタンクから第１チューブ２３ａによりジョイント部材２１へ供給されたインクは、ジョイント部材２１に設けられたフィルタ２２を通過することによりそのインク内のゴミが除去された後、第２チューブ２３ｂへと供給され、この第２チューブ２３ｂにより印字ヘッドへと導かれて印字に供される。
【０００６】
このチューブ供給形式によれば、インクタンクを印字ヘッド（キャリッジ）に搭載する必要がないので、印字ヘッドを小型化、軽量化される。小型化、軽量化された印字ヘッドでは、動作するために必要なトルクが小さくなるので、印字ヘッドを動作させるモータを小型化して、装置本体を小型化することや、印字ヘッドを高速で動作させて高速印字を行うことができる。また、印字ヘッドと別体で配設されるインクタンクを大容量化することができ、インクタンクの交換時期（インクの供給期間）を長くすることができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このインク供給管２０内に、何らかの原因（例えば、インクタンクの交換時やチューブ２３の壁面からの侵入など）により気泡２４が混入することがある。混入した気泡２４はインクの流れにより搬送されて、ジョイント部材２１のフィルタ２２の近傍に溜まってゆき、フィルタ２２を閉塞してしまう。このため、印字ヘッドへ潤滑にインクが供給されず、印字ヘッドからのインクの吐出状態を不安定にしたり、吐出を不能にするなどして印字品質を低下させてしまうという問題点があった。
【０００８】
かかる場合には、一般に行われているパージ処理によって、インク供給管２０内に速いインクの流れを生起してジョイント部材２１のフィルタ２２の近傍に溜まった気泡２４をインク供給管２０内から排出することができるが、チューブ供給形式ではチューブ２３の壁面を介してその内部に恒常的に空気が侵入し、特に、空気に接する接触面積が大きいチューブ２３ａの壁面から多くの空気が侵入して気泡２４を形成しやすいので、頻繁にパージ処理を実行して気泡２４を排出しなくてはならないという問題点があった。また、パージ処理では気泡２４を排出するためにインクも排出されるので、チューブ供給形式では、頻繁に行われるパージ処理により多量のインクが無駄になるという問題点があった。
【０００９】
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、インク流路内に気泡が発生した場合にも印字品質を維持すると共に、発生した気泡を排出するために消費されるインクの消費量を削減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している。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために請求項１記載のインクジェットプリンタは、１又は複数個のインク吐出口を備え、そのインク吐出口からインクを吐出して印字媒体に対して印字を行う印字ヘッドと、その印字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印字ヘッドにインクを供給するインク流路とを備えており、前記インクタンクから前記印字ヘッドへインクを供給するインク流路の途中に設けられそのインク流路内で発生する気泡を貯溜する気泡貯溜室と、その気泡貯溜室に溜まった気泡を前記インク吐出口から強制排出してインクの吐出状態を回復させる回復手段と、前記気泡貯溜室の下方部分を前記インクタンク側の第１室と前記印字ヘッド側の第２室とに画設すると共に、印字時にインクを通過させる第１フィルタとを備え、前記気泡貯溜室の、前記第１フィルタよりも上方部分を、その第１フィルタよりもインクの流動抵抗を少なく構成し、前記気泡貯溜室の、前記第２室の内面は前記第１室の内面より濡れ性が良い素材で構成され、印字時には、前記気泡貯溜室の上方部分に気泡を貯溜すると共に、前記回復手段による回復時には、前記第１フィルタの上方を越えるインクの流れを生起して前記気泡貯溜室の上方部分に貯溜した気泡を排出するものである。
【００１１】
この請求項１記載のインクジェットプリンタによれば、インクを貯えるインクタンクから、１又は複数個のインク吐出口からインクを吐出して印字媒体に対して印字を行う印字ヘッドへ、インク流路を介してインクが供給される。このインク流路内で発生する気泡は、インク流路の途中に設けられた気泡貯溜室により貯溜され、気泡貯溜室により貯溜された気泡は、回復手段によりインク吐出口から排出される。
【００１２】
ここで、気泡貯溜室においては、インクタンク側の第１室と前記印字ヘッド側の第２室とに画設すると共に、印字時にインクを通過させる第１フィルタが設けられており、印字時には、貯溜された気泡は、第１フィルタよりもインクの流動抵抗が少なく構成された第１フィルタよりも上方部分に溜められる。一方、回復時には、第１フィルタの上方を越えるインクの流れが生起され、この気泡貯溜室の上方部分に貯溜された気泡は排出される。
【００１３】
請求項２記載のインクジェットプリンタは、請求項１記載のインクジェットプリンタにおいて、前記第１フィルタの上方は開放されており、その開放により前記第１室と前記第２室とは互いに連通されている。
【００１４】
請求項３記載のインクジェットプリンタは、請求項１記載のインクジェットプリンタにおいて、前記第１フィルタより粗い網目状に形成されると共に、その第１フィルタと前記気泡貯溜室の内壁とに連接され、その気泡貯溜室を前記第１フィルタと共に前記第１室と前記第２室とに画設する第２フィルタを備えている。
【００１５】
請求項４記載のインクジェットプリンタは、請求項３記載のインクジェットプリンタにおいて、前記第２フィルタは、前記第１フィルタの上方に延設されている。
【００１６】
請求項５記載のインクジェットプリンタは、請求項１から４のいずれかに記載のインクジェットプリンタにおいて、前記気泡貯溜室は、前記第２室の容量が前記第１室の容量より小となるように前記第１フィルタにより画設されている。
【００１７】
請求項６記載のインクジェットプリンタは、請求項１から５のいずれかに記載のインクジェットプリンタにおいて、前記気泡貯溜室は、前記第１室と前記第２室とを２以上の部品で構成して、前記第１室と前記第２室との間に前記第１フィルタが挟装されて着設されている。
【００１９】
請求項７記載のインクジェットプリンタは、請求項１から６のいずれかに記載のインクジェットプリンタにおいて、前記インクタンクは、前記第１室の下部に連通し、前記印字ヘッドは、前記第２室の下部に連通している。
【００２０】
請求項８記載のインクジェットプリンタは、請求項１から７のいずれかに記載のインクジェットプリンタにおいて、前記気泡貯溜室の所定の位置まで気泡が貯溜されたか否かを判断する判断手段と、その判断手段により前記気泡貯溜室の所定の位置まで気泡が貯溜されたと判断された場合に前記回復手段を作動させる回復処理作動手段とを備えている。
【００２１】
この請求項８記載のインクジェットプリンタによれば、請求項１から７のいずれかに記載のインクジェットプリンタと同様に作用する上、判断手段により気泡貯溜室の所定の位置まで気泡が貯溜されたか否かが判断される。そして、判断手段により、気泡貯溜室の所定の位置まで気泡が貯溜されたと判断された場合には、回復処理作動手段により回復手段が作動される。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施例について、添付図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施例であるインクジェットプリンタ１の展開側面図である。図１に示すように、このインクジェットプリンタ１は、略箱状体に難燃性のプラスチックで形成されたプリンタ本体２と、その上部に着脱可能に装着された印字ヘッドユニット３と、インクタンク４ａ〜４ｄと、印字ヘッドユニット３とインクタンク４ａ〜４ｄとを連通させるチューブ５ａ〜５ｄと、パージ装置６と、ガイドロッド７とを備えている。
【００２３】
印字ヘッドユニット３は、インクを吐出して印字用紙ＰＰに対し印字を行う複数個の印字ヘッド１５（図３参照）を搭載するものである。この印字ヘッドユニット３は、プリンタ本体２の下部に設けられたインクを貯溜するインクタンク４ａ〜４ｄとチューブ５ａ〜５ｄを介して連通されており、かかるインクタンク４ａ〜４ｄからチューブ５ａ〜５ｄを介してインクの供給を受けている。この印字ヘッドユニット３はキャリッジ３ａに搭載されており、かかるキャリッジ３ａは公知のようにベルトに装着されている。該ベルトはモータに取着されたローラに巻回されている。このため、モータが回転するとベルトが駆動され、駆動された距離分、キャリッジ３ａ（印字ヘッドユニット３）を移動させることができるようになっている。この印字ヘッドユニット３の詳細については図２及び図３において後述する。
【００２４】
ガイドロッド７は、キャリッジ３ａにスライド可能に挿嵌され、キャリッジ３ａを印字用紙ＰＰの搬送方向と直交する方向（Ａ）に移動可能に支持している。これにより、キャリッジ３ａに搭載された印字ヘッドユニット３は、ガイドロッド７に平行方向、即ち、プリンタ本体２の長手方向（Ａ）へ往復移動することができる。
【００２５】
インクタンク４は、印字ヘッドユニット３に供給するインクを貯溜しておくためのものであり、印字ヘッドユニット３の下方に配設されている。このインクタンク４と印字ヘッドユニット３との位置関係は、重力方向（Ｂ）に対して下であるようになっている。インクタンク４は、キャリッジ３ａの移動方向に、ブラック、イエロー、シアン、マゼンタのインクが密封されている４つのインクタンク４ａ〜４ｄで構成されており、各インクタンク４ａ〜４ｄには、ブラック、イエロー、シアン、マゼンタの各インクを印字ヘッドユニット３に供給するためのチューブ５ａ〜５ｄの一端がそれぞれ取り付けられている。各チューブ５ａ〜５ｄの他端は、上記した印字ヘッドユニット３に連通しており、各インクタンク４ａ〜４ｄ内に充填されているインクは、印字ヘッドユニット３にそれぞれ供給され、更に、各色のインクに対応した各印字ヘッド１５から吐出される。これらの各色のインクが、印字ヘッド１５から吐出されることにより、印字用紙ＰＰにフルカラー印刷が可能となるのである。
【００２６】
プリンタ本体２の左端部分には、パージ処理を行うパージ装置６が配設されている。パージ処理は、印字ヘッド１５からのインクの吐出状態を回復させるための処理であり、このパージ処理を実行するパージ装置６には、印字ヘッド１５の複数のインク吐出口を密閉することができる吸引キャップ６ａと、該インク吐出口の表面を拭うワイパ６ｂと、吸引キャップ６ａから排出チューブ６ｃを介してインクを吸引する吸引ポンプ（図示せず）とが備えられている（図３参照）。尚、パージ装置６は、インクタンク４側からインクに正圧を与えることにより、印字ヘッド１５からインクを排出する構成のものでも良い。
【００２７】
このパージ装置６によってパージ処理を行う場合には、モータを駆動させて印字ヘッド１５の搭載された印字ヘッドユニット３をインクジェットプリンタ１の左側へ移動させて、印字ヘッド１５におけるインク吐出口を吸引キャップ６ａにより密閉する。その後、吸引ポンプを作動させると、インク吐出口から気泡や乾燥して固化したインクが吸引されて排出チューブ６ｃから排出される。続いて、印字ヘッド１５の表面をワイパ６ｂで拭うことにより、印字ヘッド１５のインク吐出口１５ｃの吐出状態を回復することができる。尚、プリンタ本体２の内部には、インクジェットプリンタ１の動作内容に関する制御プログラムに従って、インクジェットプリンタ１を制御するＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等が搭載された制御回路基板（図示せず）が配設されており、上述したパージ装置６におけるパージ処理も、この制御回路基板により制御されている。
【００２８】
次に、印字ヘッドユニット３について図２及び図３を参照して詳細に説明する。図２は、印字ヘッドユニット３の断面図であり、図１の紙面奥側から見た図である。図２に示すように、キャリッジ３ａには、エアトラップユニット１１とジョイント部材１２とを収納した筐体３ｂが連設されている。この筐体３ｂ内部に収納されているエアトラップユニット１１は、インク流路内で発生した気泡を貯溜するためのものであり、インクタンク４から供給されたインクは、エアトラップユニット１１を経由して各印字ヘッド１５に供給されるようになっている。このエアトラップユニット１１は、４つのインクタンク４ａ〜４ｄに対応する４つのインク流路内で発生する気泡を貯溜できるように、４つのインク流路に対応する４つのエアトラップ３０〜３３が設けられている。
【００２９】
このエアトラップユニット１１の下方は、各エアトラップ３０〜３３とインクの供給経路であるチューブ５ａ〜５ｄとを仲介して連通するジョイント部材１２に結合されており、インクタンク４ａ〜４ｄから供給されてチューブ５ａ〜５ｄを流動する各インクは、ジョイント部材１２を介して、各エアトラップ３０〜３３に下方から導入される。
【００３０】
図３は、図１における断面線ＩＩＩ−ＩＩＩにおける断面図であり、印字ヘッドユニット３を含む断面図である。図３において（Ｂ）方向は重力方向となっており、紙面の奥側と手前側を結ぶ線が、印字ヘッドユニット３の移動方向（Ａ）方向となっている。
【００３１】
給紙ローラ１６ａ〜１６ｄは、印字時に印字用紙ＰＰを搬送するためのローラであり、印字ヘッドユニット３の上方に配設された２個のローラ１６ｃ，１６ｄと、印字ヘッドユニット３の下方に配設された２個のローラ１６ａ，１６ｂとで構成されている。この給紙ローラ１６ａ〜１６ｄは、プリンタ本体２の制御回路基板から入力された信号により回転駆動して、印字用紙ＰＰを印字ヘッド１５の移動方向（Ａ）に対し垂直方向、即ち鉛直方向（（Ｂ）方向）の逆方向に搬送するものである。この給紙ローラ１６ａ〜１６ｄにより、印字用紙ＰＰが搬送される搬送ラインは、図中において一点鎖線で示している。
【００３２】
印字ヘッドユニット３は、給紙ローラ１６ａ〜１６ｄにより印字用紙ＰＰが搬送される搬送ラインに対峙する位置に配設されている。この印字ヘッドユニット３は、重力方向である（Ｂ）方向を下方とし、印字用紙ＰＰの搬送方向に対し平行に、即ち、鉛直方向の向きを上下として設けられている。この印字ヘッドユニット３は、印字用紙ＰＰの搬送される側に各エアトラップ３０〜３３と対応した複数個の印字ヘッド１５を備える。
【００３３】
各印字ヘッド１５は公知のものと同様に、印字用紙ＰＰに対向する側に閉口する複数個のインク吐出口を備え、対応するエアトラップ３０〜３３から供給されたインクをインク吐出口ごとのインク室に分配し、圧電素子等のアクチュエータ１５ａの変位によりインク内のインクをインク吐出口から吐出する。
【００３４】
この印字ヘッド１５は、印字ヘッドユニット３の筐体３ｂに支持され、対応するエアトラップ３０〜３３と連通路１４を介して連通されている。各エアトラップ３０〜３３は、第１フィルタ１３ａにより２室１１ａ，１１ｂに画設され、印字ヘッドユニット３の筐体３ｂと平行に、鉛直方向の向きを上下として設けられている。
【００３５】
第１室１１ａは、第１フィルタ１３ａにより画設され、インクタンク４側（インク流路の上流側）に位置する室である。この第１室１１ａと第２室１１ｂとは、第１フィルタ１３ａにより完全に画設されておらず、その上方部分１３ｅが連通している構成となっている。インクタンク４からチューブ５ａ〜５ｄを介して供給されるインクは、第１室１１ａの下方に連通するジョイント部材１２を経て、この第１室１１ａに供給される。この第１室１１ａに流入されたインクは、後述する図５で説明するように第１フィルタ１３ａ及びその上方の連通する部分１３ｅを流れて第２室１１ｂへ供給される。
【００３６】
この第１室１１ａには、サーミスタセンサ１８ａが備えられている。サーミスタセンサ１８ａは、第１室１１ａ内のインク量を検出するものであり、第１室１１ａ内の天井部から所定の位置に吊り下げられいる。このサーミスタセンサ１８ａは正極と負極との電極対で構成されており常に通電されている。このため、サーミスタセンサ１８ａがインクに浸漬されている場合には、大きな温度上昇は生じないが、第１室１１ａのインク量の減少によってセンサがインク面から露出すれば、大きな温度上昇が生じる。サーミスタセンサ１８ａは温度変化により大きく抵抗変化を生じるので、この抵抗変化を検出することにより、インクの量を検出することができるのである。該サーミスタセンサ１８ａのリード線は、本体２に備えられた制御回路基板の信号線に接続されており、制御回路基板に送信された検出信号により抵抗変化が認識されると、エアトラップ３０〜３３に貯溜される気泡量が所定量を超えたと判断し、制御回路基板からパージ装置６へパージ処理を行わせる信号が送信される。これにより、パージ装置６によりパージ処理が実行され、エアトラップ３０〜３３内に貯溜されている気泡が除去される。
【００３７】
第２室１１ｂは、第１フィルタ１３ａにより画設され、印字ヘッド１５側（第１室１１ａに対しインク流路の下流側）に位置する室である。第２室１１ｂには、その下方にガイドノズル１１ｃが連設されており、このガイドノズル１１ｃは上記した連通路１４を介して印字ヘッド１５に連通している。これにより、第２室１１ｂから印字ヘッド１５に、インクが供給されるようになっている。
【００３８】
この第２室１１ｂの容量は、第１室１１ａの容量より小（約１／２）になるように構成されている。エアトラップ３０〜３３に貯溜される気泡をパージ処理により吸引する際には、この第２室１１ｂに残存するインクは全て排出されるが、この第２室１１ｂの容量を小さくすることでその排出量を少なくして無駄になるインク量を少なくし、更に、小さな吸引圧力でインクの吸引、即ち、気泡の吸引を実行することができるようになっている。
【００３９】
更に、第２室１１ｂの内壁はインクに対して濡れ性の良い結晶性の樹脂で構成され、あるいは濡れ性を良くする表面処理がされている。このため、壁面にインクが濡れやすく、パージ処理の実行時に第２室１１ｂを通過して排出される気泡を壁面に溜まり難くして、迅速に気泡を排出することができるようになっている。
【００４０】
第１フィルタ１３ａは、上記したようにエアトラップ３０〜３３の下方を第１室１１ａと第２室１１ｂとに画設するものであり、第２室１１ｂの容量を第１室１１ａの容量より小さく（約１／２）分割する位置において、印字ヘッドユニット３の筐体３ｂと平行に、鉛直方向の向きを上下として設けられている。この第１フィルタ１３ａには、ステンレス製の金属を網目状に編んだメッシュが用いられおり、本実施例では目開き、即ち、開口径１６μｍのものが使用され、インク流路内で発生した気泡を通過させないようになっている。
【００４１】
この第１フィルタ１３ａの縦寸法（（Ｂ）方向の寸法）は、各エアトラップ３０〜３３の上方向（（Ｂ）方向）内寸より短い寸法で構成されている。これにより、エアトラップ３０〜３３内の上方部に第１フィルタ１３ａの配設されない空間１３ｅが形成され、第１室１１ａと第２室１１ｂとが流路抵抗が少なく連通されるようになっている。また、第１フィルタ１３ａは、各エアトラップ３０〜３３の幅方向（（Ａ）方向）において、その両側の内壁に連設されており、第１室１１ａに侵入した気泡が、幅方向から第２室１１ｂへ侵入するのを阻止している。ここで、各エアトラップ３０〜３３と第１フィルタ１３ａとは、鉛直方向上向きになるように配設されている。このため、各エアトラップ３０〜３３内に侵入した気泡は、第１フィルタ１３ａを通過することができないので、第１室１１ａ内を上昇して、その上方に貯溜されることとなる。また、第１フィルタ１３ａを形成するステンレス素材としては、インクに対し濡れ性のよい材料を使用しているので、気泡が第１フィルタ１３ａに留まりにくく、第１室１１ａに進入した気泡を、その第１室１１ａの鉛直方向上方へ導きやすいようになっている。
【００４２】
上記したようにエアトラップユニット１１を構成することにより、インク流路内で発生した気泡をエアトラップ３０〜３３により貯溜することができるが、その貯溜方法についての詳細は図５において説明する。また、かかるように構成されるエアトラップユニット１１は、その成形の容易さから、部材１１ｄ〜１１ｆの３つの部材によって構成されている。このエアトラップユニット１１の製作方法については、図４において後述する。
【００４３】
連通路フィルタ１３ｂは、印字ヘッド１５に供給されるインク内に混入しているゴミを捕捉するためのものであり、各エアトラップ３０〜３３のガイドノズル１１ｃと印字ヘッド１５との間の連通路１４に配設されている。このフィルタは、連通路１４を形成する部材に熱溶着されて配設され、連通路１４の断面方向を全て覆うような形状に加工されているものである。また、第２フィルタ１３ｂは、ゴミを補足すると共にインクとパージ処理時における気泡とを通過させることができる開口径で構成されている。
【００４４】
印字ヘッドユニット３の筐体３ｂの上方部には、ドライバ基板１７ａが配設されている。ドライバ基板１７ａは、上記したプリンタ本体２に搭載されている制御回路基板により制御されている。具体的には、制御回路基板から送信されるシリアル信号をアクチュエータ１５ａの各アクチュエータ部に対応したパラレル信号に変換して各アクチュエータ部を駆動するものである。ドライバ基板１７ａは、アクチュエータ１５ａに接続されたフレキシブルな印刷配線基盤１７ｃ上に載っている。
【００４５】
インターフェース基板１７ｂは、印字ヘッドユニット３の筐体３ｂのキャリッジ３ａ側の側面部に配設されている。インターフェース基板１７ｂは、印刷配線基盤１７ｃの端部に接続され、制御回路基板からの信号線をドライバ基板１７ａに接続するコネクタ及びノイズ除去回路が搭載されている。
【００４６】
図４は、エアトラップユニット１１とジョイント部材１２との分解斜視図である。このエアトラップユニット１１は、上記したように、その製作を容易にするために、部材１１ｄ〜１１ｆの３つの部材によって形成されている。各部材１１ｄ〜１１ｆは、４つのインク流路（チューブ５ａ〜５ｄ）に対応する４つのエアトラップ３０〜３３が連なった形状に加工されており、成型性、耐溶剤性、耐汚染性、耐衝撃性、インクに対する濡れ性などの物性を考慮して選択される熱可塑性の樹脂が用いられている。
【００４７】
部材１１ｄは４つの第１室１１ａを形成するための部材であり、予め、４つの第１室１１ａが仕切壁１１ｈ（図２）で区画され、かつ、４つ連なった形状に加工されている部材である。各第１室１１ａは、第１フィルタ１３ａの配設される側が開口されている箱状をなし、各第１室１１ａの下方にはジョイント部材１２との結合部１１ｇを備えている。かかる結合部１１ｇは、４つのインク流路（チューブ５ａ〜５ｄ）に対応する中空の円筒状の突起構造をなしている。ジョイント部材１２は各チューブ５ａ〜５ｄと個々に連通する４つの連通路１２ａ〜１２ｄを有し、各連通路１２ａ〜１２ｄが各結合部１１ｇと嵌合されることにより、インクタンク４からチューブ５ａ〜５ｄを介して供給されるインクを各エアトラップ３０〜３３の第１室１１ａへ導入することができるのである。
【００４８】
第１フィルタ１３ａは部材１１ｅに熱融着され、各エアトラップ３０〜３３の第１フィルタ１３ａとして機能するようになっている。この第１フィルタ１３ａの幅方向は、連接する４つのエアトラップ３０〜３３の全体の幅にその両端の接着しろを加味した寸法で構成されている。また、第１フィルタ１３ａの縦方向は、エアトラップ３０〜３３の下方部分を覆う所定の長さに接着しろを加味した寸法で構成されている。かかる寸法で構成される第１フィルタ１３ａは、第２室を構成する部材１１ｅの開口部において、その上方部を所定寸法開口状態となる位置に熱融着により固着される。これにより、一度の作業で、各エアトラップ３０〜３３の室内を第１室１１ａと第２室１１ｂとに画設する第１フィルタ１３ａを配設することができる。
【００４９】
部材１１ｅは４つの連接される第２室１１ｂを形成する１の部材であり、厚み方向に貫通する４つの開口部を有する。上記したように、その開口部の一方の面には第１フィルタ１３ａが配設され、他方の面には部材１１ｆが超音波融着されることにより４つの第２室１１ｂを形成する。部材１１ｆは部材１１ｅと共に第２室１１ｂを形成する部材であり、部材１１ｅの４つの開口部に対応する４つの凹部を備えている。各凹部の下方には第２室１１ｂから印字ヘッド１５へインクを導入するガイドノズル１１ｃを形成するための溝が凹設されている。かかる溝の先端は、部材１１ｆの裏面（開口部と反対面）へ貫通しており、ガイドノズル１１ｃが連通路１４に連通するよう構造になっている。
【００５０】
上記した部材１１ｄ〜１１ｆで構成されるエアトラップユニット１１は、まず、第１フィルタ１３ａと部材１１ｅが熱融着され、更に、部材１１ｆが超音波融着されて第２室１１ｂが形成される。次いで、部材１１ｄが、作製された第２室１１ｂの第１フィルタ１３ａ側に部材１１ｄが超音波融着され、第１室１１ａを形成する。かかる工程により、４つの連接するエアトラップ３０〜３３を備えたエアトラップユニット１１を製作することができる。これによれば、１ずつエアトラップ３０〜３３を形成する場合に比べて、その製作工程が簡易であり、部品点数が少ないのでその工程管理が容易である。また、部品寸法が大きくなるので、第１フィルタ１３ａの配設作業を容易にして、効率的にエアトラップユニット１１を形成することができる。
【００５１】
次に、図５を参照して、エアトラップ３０〜３３でのインクの流動パターン及びエアが貯溜されていく状態について説明する。図５は、印字ヘッドユニット３のエアトラップ機能を模式的に表した縦断面図である。図５（ａ）は、インクがエアトラップ１１内に充填されている初期導入時（パージ処理直後）の図である。図５（ａ）において、インクタンク４から第１室１１ａに供給されたインクは、印字ヘッド１５でのインクの消費に伴い、第１室１１ａと第２室１１ｂとが連通している部分１３ｅ（第１フィルタ１３ａの鉛直方向上部の第１フィルタ１３ａが配設されていない部分）が第１フィルタ１３ａよりも流路抵抗が小さいので、第１フィルタ１３ａの上端を越えて第２室１１ｂへと流入する。
【００５２】
図５（ｂ）は、インク流路内で発生した気泡が少量、エアトラップ３０〜３３へ侵入した状態を示した図である。第１室１１ａに侵入した気泡は、第１フィルタ１３ａとインクとの濡れ性が良好であるために第１フィルタ１３ａに張り付くことができない、エアトラップ３０〜３３が鉛直方向に設置されているために侵入した気泡に浮力による上昇力が生じる、第１フィルタ１３ａの開口径が小さい等の理由により第１フィルタ１３ａを通過することができない。このため、自身の浮力とインクの流れに沿って第１室１１ａの上方へ浮上する。
【００５３】
ここで、第１室１１ａの内壁は、第２室１１ｂの内壁に比べて濡れ性の悪い樹脂で形成されているので、比較的に気泡が溜まりやすくなっている。溜まった気泡の体積がさほど大きくない場合には、流路抵抗の小さな第１室１１ａと第２室１１ｂとが連通している部分を閉塞されないので、インク流路は変更されず、第１室１１ａに供給されたインクは、上記した連通部を通って第２室１１ｂへと流入する。尚、印字時に印字ヘッド１５へ供されるインクの流速（インクの吸引力）は、エアトラップ３０〜３３の上方部に溜まった気泡を押し出す（排出する）程大きくないことから、第１室１１ａの上方部に溜まる。
【００５４】
図５（ｃ）は、エアトラップ３０〜３３に貯溜された気泡が多くなって、流路抵抗の小さな第１室１１ａと第２室１１ｂとの連通部分が閉塞された状態を示した図である。かかる場合には、第１室１１ａに供給されたインクは第１室１１ａと第２室１１ｂとの連通部分を通過することができず、第１フィルタ１３ａを通過するインク流路により、第１室１１ａから第２室１１ｂへインクは流入する。
図５（ｄ）は、図５（ｃ）の状態から更に気泡が発生し、その発生した気泡がエアトラップ３０〜３３に貯溜された状態を示した図である。エアトラップ３０〜３３室内に貯溜する気泡は、上記したように、印字時のインクの吸引力では、エアトラップ３０〜３３から排出されない。このため、気泡はエアトラップ３０〜３３に充満していき、第１室１１ａに供給されるインクのインク面を押し下げることとなる。インク面が所定量まで下がっても印字ヘッド１５に対してインク供給不足にならないように、第１フィルタ１３ａの開口径及び面積が設定される。図５（ｅ）は、図５（ｄ）の状態から更に発生した気泡がエアトラップ３０〜３３に貯溜された状態を示した図である。第２室１１ｂは気泡により完全に閉塞されているので、インクが印字ヘッド１５には供給されず、印字不能状態となっている。
【００５５】
図５（ｆ）は、パージ装置６によりパージ処理が行われ、気泡が排出された状態を示した図である。パージ処理においては、強い吸引力が第２室１１ｂにかかるので、第１フィルタ１３ａを通過する際にインクに負荷される流路抵抗が非常に大きなものとなる。このため、インクは、第１室１１ａと第２室１１ｂとが連通している部分１３ｅ（第１フィルタ１３ａの鉛直方向上部の第１フィルタ１３ａが配設されていない部分）を通過する強いインクの流れが生起され、エアトラップ３０〜３３に貯溜された気泡が、この流れによってエアトラップ３０〜３３から排出される。その結果、再びインクが充填されて図５（ａ）の初期導入時と同様の状態へ復帰する。
【００５６】
尚、本実施例においては、サーミスタセンサ１８ａが設けられており、第１室１１ａのインク面が所定位置より低下すると直ちにパージ処理が実行され、エアトラップ３０〜３３の気泡が排出されるようになっている。本実施例で使用されるインクには、粘度１〜１０ｃｐｓ、表面張力３０〜５０ｍＮ／ｍのものが使用されている。かかる物性のインクに対し、開口径１６μｍの第１フィルタ１３ａが使用されている。
【００５７】
以上説明したように、本実施例のインクジェットプリンタ１によれば、エアトラップ３０〜３３において、第１フィルタ１３ａが堰の役割を果たすことによりインク流路（チューブ５ａ〜５ｄ、ジョイント部材１２）内に発生し、印字ヘッド１５に流入使用とする気泡をエアトラップ３０〜３３に貯溜し、印字ヘッド１５の吐出状態を長期にわたって維持することができ、気泡除去のためのパージ回数を減らすことができる。また、溜まった気泡をパージ装置６により除去してエアトラップ１１の機能を回復することができる上、サーミスタセンサ１８ａによりパージの必要が検出された場合にのみ、パージ処理を実行することができる。
以上、上記実施例に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施例に何ら限定されるものでなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。
【００５８】
例えば、上記実施例では、第１フィルタ１３ａのメッシュの開口径（目の粗さ）を１６μｍとした。しかし、第１フィルタ１３ａは、エアトラップ１１のインク流路の堰となるものであり、インクのゴミを補足するためのものではない。このため、開口径１００μｍ程度以下のメッシュであれば良い。
【００５９】
また、第１フィルタ１３ａを形成する素材としては、ステンレスを用いたが、これに代えて、インクの濡れ性が良好である樹脂を用いても良い。樹脂はステンレスに比べて加工が容易であり又原価が安いので、第１フィルタ１３ａのコストを低く抑えることができる。
【００６０】
更に、チューブ５ａ〜５ｄには、可撓性の樹脂で構成されるものを用いたが、エアの透過率を押さえるために、かかるチューブ素材をエアの透過率の低い金属箔で被覆して用いても良い。
【００６１】
次に、図６を参照して、第２実施例について説明する。第２実施例のインクジェットプリンタ１は、前記した第１実施例のインクジェットプリンタ１の第１フィルタ１３ａの上方に第３フィルタ１３ｃを延設したものである。以下、第１実施例と同一の部分には、同一の符号を付してその説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。
【００６２】
図６は、かかる第２実施例のインクジェットプリンタ１の図１における断面線ＩＩＩ−ＩＩＩにおける断面図であり、印字ヘッドユニット３を含む断面図である。第２フィルタ１３ｃは、その幅寸法が第１フィルタ１３ａと同寸で構成されている。また、縦方向の寸法は、第１フィルタ１３ａの上部から各エアトラップ３０〜３３内の天井部に到達する寸法で形成されている。つまり、第２フィルタ１３ｃは、第１フィルタ１３ａの上部から延設されて部材１１ｄと部材１１ｅ間に挟持されるような形状で構成されている。また、第２フィルタ１３ｃのエアトラップ３０〜３３の天井部での内接位置は、第１フィルタ１３ａの上部から鉛直方向に上向きの位置であり、第１フィルタ１３ａと第３フィルタ１３ｃとは直線状に連設されている。
【００６３】
これにより、エアトラップ内を流れるインクは、すべて、第１フィルタ１３ａまたは第２フィルタ１３ｃを通過して流れることになるので、かかるフィルタ１３ａ，１３ｃにより、インク流路内のゴミを補足することができる。これによれば、流路径の狭い連通路１４に、小さな第２フィルタ１３ｂを設ける必要がなく、エアトラップユニット１１の製作を容易にすることができる。尚、第２フィルタ１３ｃを形成するメッシュの開口径は、第１フィルタ１３ａの開口径に比して大きいものが選択される。これにより、第１実施例と同様に、第１フィルタ１３ａの上方部に第１フィルタ１３ａを通過するよりも流路抵抗の小さな流路を形成することができるようになっている。
【００６４】
次に、図７を参照して、第３実施例について説明する。第３実施例のインクジェットプリンタ１は、上記した第１実施例のインクジェットプリンタ１において、インク面（貯留された気泡量）を検出して、パージのタイミングを指示する検出信号を出力するサーミスタセンサ１８ａを光センサ１８ｂに変更したものである。以下、第１実施例と同一の部分には、同一の符号を付してその説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。
【００６５】
図７は、かかる第３実施例のインクジェットプリンタ１の図１における断面線ＩＩＩ−ＩＩＩにおける断面図であり、印字ヘッドユニット３を含む断面図である。この第３実施例の印字ヘッドユニット３は、印字ヘッドユニット３の筐体３ｂの内側であり、エアトラップユニット１１の第１室１１ａ側の背面となる位置に光センサ１８ｂが備えられている。光センサ１８ｂは、光源と光源から照射された光の反射光を検出する検出器とで構成されている。エアトラップユニット１１の第１室１１ａを形成する部材１１ｄは透明な部材で構成され、光センサ１８ｂの光源から照射された光が透過するようになっている。ここで、光センサ１８ｂの検出位置より上側にインク面がある場合と、光センサ１８ｂの検出位置より下側にインク面がある（その位置までインクが供給されていない）場合とでは、反射光の光量が異なるので、エアトラップ１１内のインク面を検出することができる。
【００６６】
このように、インク面を検出するセンサを光センサ１８ｂで構成すれば、インクの中に検出器を投入する必要がないので、センサの長寿命化を図ることができる。尚、各エアトラップ３０〜３３に個別にセンサを設け、各センサから検出される信号を元に各エアトラップ室毎にパージ処理を実行しても良い。
【００６７】
また、単色のインクで印字を行うインクジェットプリンタでは、光センサｂの光源が設置されている対面側に検出器を設けて光センサを構成しても良い。
【００６８】
【発明の効果】
請求項１記載のインクジェットプリンタによれば、気泡貯溜室をインクタンクから印字ヘッドへインクを供給するインク流路の途中に設けて、そのインク流路内で発生する気泡を貯溜し、印字時には気泡貯溜室に貯溜した気泡を気泡貯溜室の上方部分に貯溜させ、回復手段による回復時には第１フィルタの上方を越えるインクの流れを生起して気泡貯溜室の上方部分に貯溜した気泡を排出することができる。よって、印字時には、インク流路から気泡をトラップすることができるので、気泡が印字時のインクの流れに与える悪影響を取り除いて、印字ヘッドの吐出状態を正常に保つことができ、印字品質を良好に保つことができるという効果がある。
【００６９】
また、インク流路内に発生した気泡によりインク流路が直ちに閉塞されにくく、気泡を除去するための回復処理を頻繁に行う必要がない。このため、吸引に伴って廃棄されるインク量を低減することができるという効果がある。更に、回復手段により、気泡貯溜室に貯溜された気泡を排出して、印字時におけるインク吐出口からのインクの吐出状態を回復させることができるので、インク流路内に発生した気泡の総量が、気泡貯溜室に貯溜できる量を超えても、その気泡を容易に排出して、速やかに気泡貯溜室の機能を回復させることができるという効果がある。
また、気泡貯溜室の第２室の内面を第１室の内面より濡れ性の良い素材で構成する。よって、インク流路内で発生した気泡は、第２室に比して第１室により貯溜されやすく、印字時に、貯溜された気泡が印字ヘッド側へ流れることを抑制するという効果がある。更に、気泡貯溜室に溜まった気泡は、回復処理時のインクの流れにより、濡れ性の良い第２室側を滞ることなく容易に移動することができるので、回復処理による気泡の除去を効率的に行うことができるという効果がある。
【００７０】
請求項２記載のインクジェットプリンタによれば、請求項１記載のインクジェットプリンタの奏する効果に加え、第１フィルタの上方は開放されており、その開放により第１室と第２室とを互いに連通する。よって、回復処理時に生起される第１フィルタの上方を越えるインクの流れに与える流動抵抗を小さくすることができる。このため、そのインクの流速が減衰しにくく、気泡貯溜室の上方部分に貯溜した気泡を迅速に排出することができるという効果がある。
【００７１】
請求項３記載のインクジェットプリンタによれば、請求項１記載のインクジェットプリンタの奏する効果に加え、第１フィルタより粗い網目状に形成されると共に、その第１フィルタと気泡貯溜室の内壁とに連接され、その気泡貯溜室を第１フィルタと共に、第１室と第２室とに画設する第２フィルタを備えている。よって、インク流路を流れるインクは、第１フィルタまたは第２フィルタのいずれかを通過して流れるので、該フィルタによりインク流路内に浮遊するゴミを捕捉することができるという効果がある。
【００７２】
請求項４記載のインクジェットプリンタによれば、請求項３記載のインクジェットプリンタの奏する効果に加え、第２フィルタを第１フィルタの上方に延設することにより気泡貯溜室を薄型化または小型化することができるという効果がある。
【００７３】
請求項５記載のインクジェットプリンタによれば、請求項１から４のいずれかに記載のインクジェットプリンタの奏する効果に加え、気泡貯溜室の第２室の容量が第１室の容量より小となるように、第１フィルタによって第１室と第２室とを画設する。回復処理により気泡貯溜室の上方部分に貯溜した気泡を排出する際には、第２室のインクが気泡と共に排出されので、この第２室の容量を小さくすることによりインクの排出量を低減して、無駄にするインク量を少なくすることができるという効果がある。
【００７４】
また、第２室の容量を小さくすることにより、回復処理時には小さな圧力で、気泡を排出することができるという効果がある。これによれば、例えば、回復手段を小さな動力で駆動することができるので、回復動作による消費エネルギーを抑制することや、小さな動力で動作させることのできる小型の回復手段を使用して、装置本体をコンパクトにすることができるという効果がある。
【００７５】
請求項６記載のインクジェットプリンタによれば、請求項１から５のいずれかに記載のインクジェットプリンタの奏する効果に加え、気泡貯溜室は第１室と第２室とを２以上の部品で構成して、第１室と第２室との間に第１フィルタを挟装して着設する。よって、気泡貯溜室の製作工程において、第１フィルタを第１室と第２室との間に簡便に配置することができ、気泡貯溜室の製作を簡便かつ効率的に行うことができるという効果がある。
【００７７】
請求項７記載のインクジェットプリンタによれば、請求項１から６のいずれかに記載のインクジェットプリンタの奏する効果に加え、インクタンクを第１室の下部に連通し、印字ヘッドを第２室の下部に連通するよう配設する。よって、インク流路内で発生した気泡が、その浮力により、気泡貯溜室の上部に集まり易くなるので、インク流路内の気泡を効率的に気泡貯溜室に貯溜することができるという効果がある。
【００７８】
請求項８記載のインクジェットプリンタによれば、請求項１から７のいずれかに記載のインクジェットプリンタの奏する効果に加え、判断手段により気泡貯溜室の所定の位置まで気泡が貯溜されたと判断した場合に、回復手段を作動させることができる。ここで、インクの吐出状態を回復するために行われる通常の回復動作は、定期的に実行されるものであるので、実際には気泡が貯溜されていなくとも回復動作が実行されて不必要にインクが捨てられてしまう。しかし、気泡貯溜室の所定の位置まで気泡が貯溜されたと判断した場合に回復動作を実行することにより、回復動作の必要時（インクの吐出状態を回復する必要がある場合）にのみ回復動作を実行することができ、不必要にインクが捨てられることがないという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例であるインクジェットプリンタの展開側面図である。
【図２】ジョイント部材によりエアトラップとチューブとが接続されていることを模式的に表した断面図である。
【図３】印字ヘッドユニットのエアトラップとパージ装置と給紙ローラとの横断面図である。
【図４】印字ヘッドユニットの分解斜視図である。
【図５】印字ヘッドユニットのエアトラップ機能を模式的に表した縦断面図である。
【図６】第２実施例のインクジェットプリンタの印字ヘッドユニットの横断面図である。
【図７】第３実施例の反射型センサを用いた印字ヘッドユニットの横断面図である。
【図８】従来のインクジェットプリンタのインク供給管を模式的に表した断面図である。
【符号の説明】
１インクジェットプリンタ
４インクタンク
５ａ〜５ｄチューブ（インク流路の一部）
６パージ装置（回復手段）
１１エアトラップユニット（気泡貯溜室）
１１ａ第１室
１１ｂ第２室
１２ジョイント部材（インク流路の一部）
１３ａ第１フィルタ
１３ｃ第２フィルタ
１５印字ヘッド
１７ａドライバ基板
１８ａサーミスタセンサ
１８ｂ光センサ

Claims

１又は複数個のインク吐出口を備え、そのインク吐出口からインクを吐出して印字媒体に対して印字を行う印字ヘッドと、その印字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印字ヘッドにインクを供給するインク流路とを備えたインクジェットプリンタにおいて、
前記インクタンクから前記印字ヘッドへインクを供給するインク流路の途中に設けられそのインク流路内で発生する気泡を貯溜する気泡貯溜室と、
その気泡貯溜室に溜まった気泡を前記インク吐出口から強制排出してインクの吐出状態を回復させる回復手段と、
前記気泡貯溜室の下方部分を前記インクタンク側の第１室と前記印字ヘッド側の第２室とに画設すると共に、印字時にインクを通過させる第１フィルタとを備え、
前記気泡貯溜室の、前記第１フィルタよりも上方部分を、その第１フィルタよりもインクの流動抵抗を少なく構成し、
前記気泡貯溜室の、前記第２室の内面は前記第１室の内面より濡れ性が良い素材で構成され、
印字時には、前記気泡貯溜室の上方部分に気泡を貯溜すると共に、前記回復手段による回復時には、前記第１フィルタの上方を越えるインクの流れを生起して前記気泡貯溜室の上方部分に貯溜した気泡を排出することを特徴とするインクジェットプリンタ。
前記第１フィルタの上方は開放されており、その開放により前記第１室と前記第２室とは互いに連通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。
前記第１フィルタより粗い網目状に形成されると共に、その第１フィルタと前記気泡貯溜室の内壁とに連接され、その気泡貯溜室を前記第１フィルタと共に前記第１室と前記第２室とに画設する第２フィルタを備え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。
前記第２フィルタは、前記第１フィルタの上方に延設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。
前記気泡貯溜室は、前記第２室の容量が前記第１室の容量より小となるように前記第１フィルタにより画設されていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のインクジェットプリンタ。
前記気泡貯溜室は、前記第１室と前記第２室とを２以上の部品で構成して、前記第１室と前記第２室との間に前記第１フィルタが挟装されて着設されていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のインクジェットプリンタ。
前記インクタンクは、前記第１室の下部に連通し、前記印字ヘッドは、前記第２室の下部に連通していることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載のインクジェットプリンタ。
前記気泡貯溜室の所定の位置まで気泡が貯溜されたか否かを判断する判断手段と、
その判断手段により前記気泡貯溜室の所定の位置まで気泡が貯溜されたと判断された場合に前記回復手段を作動させる回復処理作動手段とを備えていることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載のインクジェットプリンタ。