JP5182675B2 - インクジェットヘッドアセンブリ - Google Patents

Description

本発明は、インクジェットヘッドアセンブリに関し、より詳しくは、インクタンク内の第１貯蔵部と第２貯蔵部の間をインクが伝達される通路と空気が伝達される通路とに分けてインクの貯蔵を円滑にするインクジェットヘッドアセンブリに関する。

画像形成装置は、画像信号に応じて用紙のような記録媒体上に白黒画像やカラー画像を現像する装置であって、レーザプリンタ、インクジェットプリンタ、複写機、複合機、ファクシミリ等がある。このような各種の画像形成装置の画像形成方式としては、代表的に、感光体にビームを走査して静電潜像を形成し、その上に現像剤を付着して記録媒体に転写する転写写真方式と、画像信号に応じて印刷媒体の表面に液状インクを噴射するインクジェット方式とがある。

インクジェット画像形成装置は、画像信号に応じてインクを噴射するインクジェットヘッドを備えるが、インクジェットヘッドは画像信号に応じて記録媒体上にインク液滴（ｄｒｏｐｌｅｔ）を放出して、記録媒体上に文字や画像を印刷する。インクジェット画像形成装置は、印刷中に比較的低い騒音を発生させ、小さな液滴を高密度に形成することができるため、印刷作業に広く使用される。

インクジェット画像形成装置の一つの類型は、統合または分離して取り付けられたインクタンクからインクが供給されるインクジェットヘッドと、インクジェットヘッドを所定方向に記録媒体に対して走査するキャリッジと、所定方向に対して直交する方向（副走査方向）にインクジェットヘッドを移送する移送手段とを有する。インクジェット画像形成装置は、インクジェットヘッドの走査中にインクを吐出することによって画像を形成する。

インクジェット画像形成装置のインクジェットヘッドとしては、移送される記録媒体の表面から一定間隔離れた状態で、記録媒体の移送方向と直角方向（記録媒体の幅方向）に往復走行しながらインクを吐出するシャトル方式のプリントヘッドと、記録媒体の幅に該当する長さで形成され、ライン印刷が可能ないわゆるアレイインクジェットヘッドとがある。アレイインクジェットヘッドは、一度に一ラインずつ印刷が可能で、高速印刷が可能である。

このようなシャトル方式のインクジェットヘッドやアレイ方式のインクジェットヘッドには、インクを貯蔵するインクタンクからインクが供給されるが、インクジェットヘッドが印刷作業時、移送手段によって移送される過程で、インクタンク内に貯蔵されたインクの揺動により圧力変化が発生するおそれがある。このため、インクタンクにインクが貯蔵される貯蔵部を第１貯蔵部及び第２貯蔵部に分け、第２貯蔵部を第１貯蔵部とインクジェットヘッドとの間に形成することで、移送過程で生ずるインクの揺動による印刷品質の低下を改善したが、第２貯蔵部の内部から発生する圧力の増加により、第１貯蔵部から第２貯蔵部へのインクの伝達が容易でないという問題点がある。

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、インクタンク内の第１貯蔵部と第２貯蔵部の間をインクが伝達される通路と空気が伝達される通路とに分けてインクの貯蔵を円滑にするインクジェットヘッドアセンブリを提供しようとする。

上述した目的を達成するための本発明の一つの技術的側面は、インクを収容する第１貯蔵部と上記第１貯蔵部から供給されるインクの満水位を維持する第２貯蔵部とを含み、上記第１貯蔵部と上記第２貯蔵部の間には、上記第１貯蔵部から上記第２貯蔵部にインクを供給するインク伝達孔と上記第２貯蔵部からの空気を上記第１貯蔵部に伝達する空気伝達孔とが形成されるインクタンクと、上記第２貯蔵部とインク供給流路を介して連結され、上記第２貯蔵部から供給されるインクを吐出するインクジェットヘッドと、を含むことを特徴とするインクジェットヘッドアセンブリを提供する。

本発明の一つの技術的側面によると、上記インク伝達孔の形成位置と上記空気伝達孔の形成位置は、互いに異なる高さを有することを特徴とするインクジェットヘッドアセンブリを提供する。

本発明の一つの技術的側面によると、上記空気伝達孔の形成位置は、上記インク伝達孔の形成位置よりも高い位置に形成されることを特徴とするインクジェットヘッドアセンブリを提供する。

本発明の一つの技術的側面によると、上記インク伝達孔と上記空気伝達孔の直径が１ｍｍ〜１０ｍｍであることを特徴とするインクジェットヘッドアセンブリを提供する。

本発明の一つの技術的側面によると、上記インク供給流路にフィルタが形成されたことを特徴とするインクジェットヘッドアセンブリを提供する。

本発明の一つの技術的側面によると、上記インクジェットヘッドは、第２貯蔵部から供給されたインクを一時的に収容するインクチャンバを含むことを特徴とするインクジェットヘッドアセンブリを提供する。

本発明の一つの技術的側面によると、上記インクジェットヘッドは、第２貯蔵部から供給されたインクを排出するインク排出流路を備えることを特徴とするインクジェットヘッドアセンブリを提供する。

本発明の一つの技術的側面によると、上記第１貯蔵部は、空圧ポート及びインク注入ポートを備えることを特徴とするインクジェットヘッドアセンブリを提供する。

本発明の一つの技術的側面によると、上記第１貯蔵部は、インクの水位を測定するセンサが装着されたことを特徴とするインクジェットヘッドアセンブリを提供する。

本発明の一つの技術的側面によると、上記センサは、第１貯蔵部の上部または側部に装着されることを特徴とするインクジェットヘッドアセンブリを提供する。

本発明の一つの技術的側面によると、上記センサは、第１貯蔵部に収容されるインクの下限水位を測定する第１センサと、インクの上限水位を測定する第２センサとで構成されることを特徴とするインクジェットヘッドアセンブリを提供する。

本発明によれば、インクタンク内の第１貯蔵部と第２貯蔵部の間をインクが伝達される通路と空気が伝達される通路とに分けてインクの貯蔵を円滑にし、第１貯蔵部に流入されたインクが第２貯蔵部に容易に伝達されるようになる。

本発明のインクジェットヘッドアセンブリを概略的に示す構成図である。

以下、図面を参照して、本発明をさらに詳細に説明する。

図１は、本発明のインクジェットヘッドアセンブリを概略的に示す構成図である。

図１を参照すると、本発明によるインクジェットヘッドアセンブリ１００は、インクを収容するインクタンク１１０及び上記インクタンクから供給されるインクを記録媒体に吐出して画像を形成するインクジェットヘッド１２０を含む。

本発明の明細書において「記録媒体」は紙だけではなく、布、プラスチックフィルム、金属シート、ガラス、セラミック、木材及び皮革のようなインクを収容することができる様々なものを意味する。

インクタンク１１０は、インクを収容する第１貯蔵部１１１と、上記第１貯蔵部と連結された第２貯蔵部１１２とを含む。第２貯蔵部１１２は、第１貯蔵部１１１から供給されたインクをインクジェットヘッド１２０に供給する。第２貯蔵部１１２は、インクの満水位を維持し、その状態でインクジェットヘッド１２０にインクを供給するようになる。

インクタンク１１０の第１貯蔵部１１１及び第２貯蔵部１１２の間には、第１貯蔵部１１１から第２貯蔵部１１２にインクを供給するインク伝達孔１１１ｃと、第２貯蔵部１１２からの空気を第１貯蔵部１１１に伝達する空気伝達孔１１１ｄとが形成されることができ、インク伝達孔１１１ｃ及び空気伝達孔１１１ｄの直径は特に限定されないが、例えば１ｍｍ〜１０ｍｍに形成することができる。

インクジェットヘッド１２０は、第２貯蔵部１１２とインク供給流路１２１により連結され、第２貯蔵部１１２から供給されるインクを吐出する。上記インク供給流路にはフィルタ１２１ａが形成されることができる。インクタンク１１０からインクジェットヘッド１２０に供給されるインクは、塵埃等の異物を含まない、きれいな状態に維持されることが好ましい。塵埃等の異物が入り込めば、インクジェットヘッド１２０内のノズル１２３が詰まり、これによって、インクの吐出が適切に作動できないおそれがある。

インクジェットヘッド１２０の上面には、第２貯蔵部１１２から供給されるインクを一時的に収容するインクチャンバ１２２が形成されており、下面にはインクを吐出するための多数のノズル１２３が形成されている。

また、上記インクジェットヘッド１２０は、インクチャンバ１２２からインクを外部へ排出するために、インクタンク１１０の一側に連結されたインク排出流路１２４が備えられている。

インクジェットヘッドアセンブリ１００では、印刷作業の際に移送手段（図示せず）によって移送される過程で生ずるインクタンク内に貯蔵されたインクの揺動により圧力変化が発生する。これにより、インクジェットヘッド１２０から吐出される液滴の速度及び体積に影響を与えて、印刷品質が低下するおそれがある。しかし、本発明によれば、インクジェットヘッド１２０にインクを供給するインクタンク１１０を第１貯蔵部１１１と第２貯蔵部１１２に分け、インクジェットヘッド１２０と直接に連結される第２貯蔵部１１２は、第１貯蔵部１１１からインク伝達孔１１１ｃを介して供給されたインクの満水位を維持しながら作動する。即ち、インクジェットヘッドアセンブリ１００が移動する際、インクの揺動によって発生する圧力変化を第２貯蔵部１１２が減衰させることで、印刷品質の低下を最小化することができる。

一方、インク伝達孔１１１ｃを介して第１貯蔵部１１１から第２貯蔵部１１２に伝達されたインクの満水位を維持しなければならないが、第２貯蔵部１１２に存在する空気を容易に排出しないと、インクが伝達され難くなる。これによって、第１貯蔵部１１１と第２貯蔵部１１２の間には空気伝達孔１１１ｄが形成される。

即ち、第１貯蔵部１１１からインク伝達孔１１１ｃを介して第２貯蔵部１１２にインクが伝達される間に第２貯蔵部１１２に存在する空気は空気伝達孔１１１ｄを介して第１貯蔵部１１１に伝達される。上述したように、第２貯蔵部１１２にインクが伝達される間に第２貯蔵部１１２に存在する空気を空気伝達孔１１１ｄを介して第１貯蔵部１１１に伝達するため、好ましくは、インク伝達孔１１１ｃと空気伝達孔１１１ｄの形成位置は、互いに異なる高さを有することができ、より好ましくは、インク注入初期にインクが流入される間に空気の流出が容易に行われるよう、空気伝達孔１１１ｄの形成位置はインク伝達孔１１１ｃの形成位置よりも高くなることができる。

インクジェットヘッド１２０にはインクタンク１１０からインクが供給されるが、印刷時に過量のインクが供給されたり、印刷が行われない際にインクが供給されたりすると、印刷作業にかかわらずインクがインクジェットヘッド１２０の表面から漏れ出すウェッティング（ｗｅｔｔｉｎｇ）現象が発生するおそれがある。これを防止するために、インクジェットヘッド１２０とインクタンク１１０との間に負圧（ｎｅｇａｔｉｖｅ ｐｒｅｓｓｕｒｅ）を生成させ、インクジェットヘッド１２０からインクが噴射される時のみにインクタンク１１０とインクジェットヘッド１２０との間にインクの流動を発生させることが必要である。

従って、上記第１貯蔵部１１１には、インクジェットヘッド１２０とインクタンク１１０との間に負圧を生成させる空圧ポート１１１ｂが形成されることが好ましい。

また、画像の形成過程で、第１貯蔵部１１１に収容されるインクの水位が一定の下限水位以下になると、インク貯蔵室からインクを注入できるように、第１貯蔵部１１１にはインク注入ポート１１１ａが形成されることができる。

以下、上記インクジェットヘッドアセンブリの動作過程について説明する。

一般的に、インクジェットヘッドアセンブリはインクタンクとインクジェットヘッドが一体または分離可能な形態に形成される。分離可能な形態のインクジェットヘッドアセンブリは、記録媒体に移送可能な移送システム（図示せず）に装着されるが、先ずインクタンクを移送システムに装着した後、インクジェットヘッドをインクタンクに結合させる。

インクジェットヘッドアセンブリは、移送システム（図示せず）に装着され、記録媒体の印刷面に沿って移動しながらノズル１２３からインクを吐出して画像を形成するようになる。

この際、インクタンク１１０からインクジェットヘッド１２０にインクが供給される際、バブルが含まれた状態のインクが供給されることを防止するために、インクが供給される初期段階では、インクジェットヘッド１２０に供給されたインクをインク排出流路１２４を介して一定時間排出することが好ましい。

上述したように、インクタンク１１０は第１貯蔵部１１１及び第２貯蔵部１１２で構成され、インクジェットヘッド１２０と直接に連結される第２貯蔵部１１２はインクの満水位を維持した状態でインクジェットヘッド１２０にインクを供給する。これにより、印刷作業の際にインクジェットヘッドアセンブリ１００が移送される過程で生ずるインクの揺動による圧力変化が発生せず、優れた印刷品質が得られる。

上記画像の形成過程で、第１貯蔵部１１１に収容されるインクの水位が一定の下限水位以下になると、インク貯蔵室から第１貯蔵部１１１に形成されたインク注入ポート１１１ａを介してインクを注入することができる。

上述したように、印刷中インクが消耗され、第１貯蔵部１１１及び第２貯蔵部１１２にインクが供給されても、これによる圧力変化を効果的に減衰させることができる。

また、インク伝達孔１１１ｃを介して第１貯蔵部１１１から第２貯蔵部１１２に伝達されたインクの満水位を維持するために、第１貯蔵部１１１と第２貯蔵部１１２の間には空気伝達孔１１１ｄが形成され、第２貯蔵部１１２に存在する空気を容易に排出することによって、第１貯蔵部１１１から第２貯蔵部１１２へのインクの伝達が容易になる。

一方、本実施形態において、第１貯蔵部１１１はインクの水位を測定するセンサ１３０を含むことができる。第１貯蔵部１１１からインクが供給される第２貯蔵部１１２に収容されるインクの満水位を維持するためには、第１貯蔵部１１１内のインクの水位を一定水準以上に維持することが重要である。即ち、第１貯蔵部１１１のインクの水位が第２貯蔵部１１２まで下がらないように第１貯蔵部１１１に装着されたセンサ１３０によりインクの水位を測定することによって、インク貯蔵室からインクの注入量を調節する。

インクの水位を測定するセンサ１３０の位置は特に限定されず、例えば、第１貯蔵部１１１の上部に装着されることができる。上記センサ１３０は、第１貯蔵部１１１に収容されるインクの下限水位を測定する第１センサ１３１と、インクの上限水位を測定する第２センサ１３２とで構成されることができる。例えば、インク注入ポート１１１ａは弁を有していてもよい。この場合、第２センサ１３２がインクの水位が一定の下限水位以下であることを感知すると、インク注入ポート１１１ａの弁は開かれ、第１センサ１３１がインクの水位が一定の上限水位以上であることを感知すると、インク注入ポート１１１ａの弁は閉じられる。

第１貯蔵部１１１に収容されるインクが一定の下限水位以下になると、これを感知してインク注入ポート１１１ａを介してインクが供給されるようにし、インクの水位が一定の上限水位以上になると、これを感知してインクの供給を止めさせる。

また、図示されていないが、上記インクの水位を測定するセンサ１３０は、第１貯蔵部１１１の側部に形成されることができる。

上述したように、本発明によれば、インクタンク内の第１貯蔵部と第２貯蔵部の間をインクが伝達される通路と空気が伝達される通路とに分けてインクの貯蔵を円滑にし、第１貯蔵部に流入されたインクが第２貯蔵部に容易に伝達されることができる。

本発明は、上述した実施形態及び添付の図面によって限定されず、添付の請求の範囲によって限定される。従って、請求の範囲に記載された本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で当技術分野における通常の知識を有する者であれば、様々な形態の置換、変形及び変更が可能であり、これも本発明の範囲に属するものである。

１００ インクジェットヘッドアセンブリ
１１０ インクタンク
１１１ 第１貯蔵部
１１２ 第２貯蔵部
１２０ インクジェットヘッド

Claims (11)

1. インクを収容する第１貯蔵部と前記第１貯蔵部の下部に位置して前記第１貯蔵部から供給されるインクの満水位を維持する第２貯蔵部とを含み、前記第１貯蔵部と前記第２貯蔵部の間には、前記第１貯蔵部から前記第２貯蔵部にインクを供給するインク伝達孔と前記第１貯蔵部の収容空間まで延長されて前記第２貯蔵部からの空気を前記第１貯蔵部に伝達する空気伝達孔とが形成されるインクタンクと、
   前記第２貯蔵部とインク供給流路を介して連結され、前記第２貯蔵部から供給されるインクを吐出するインクジェットヘッドと、
   を含むことを特徴とするインクジェットヘッドアセンブリ。
2. 前記インク伝達孔の形成位置と前記空気伝達孔の形成位置は、互いに異なる高さを有することを特徴とする請求項１に記載のインクジェットヘッドアセンブリ。
3. 前記空気伝達孔の形成位置は、前記インク伝達孔の形成位置よりも高い位置に形成されることを特徴とする請求項２に記載のインクジェットヘッドアセンブリ。
4. 前記インク伝達孔と前記空気伝達孔の直径は１ｍｍ〜１０ｍｍであることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載のインクジェットヘッドアセンブリ。
5. 前記インク供給流路にはフィルタが形成されたことを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載のインクジェットヘッドアセンブリ。
6. 前記インクジェットヘッドは、前記第２貯蔵部から供給されたインクを一時的に収容するインクチャンバを含むことを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載のインクジェットヘッドアセンブリ。
7. 前記インクジェットヘッドは、前記第２貯蔵部から供給されたインクを排出するインク排出流路を備えることを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載のインクジェットヘッドアセンブリ。
8. 前記第１貯蔵部は、空圧ポート及びインク注入ポートを備えることを特徴とする請求項１から７の何れか１項に記載のインクジェットヘッドアセンブリ。
9. 前記第１貯蔵部は、インクの水位を測定するセンサが装着されたことを特徴とする請求項１から８の何れか１項に記載のインクジェットヘッドアセンブリ。
10. 前記センサは、前記第１貯蔵部の上部または側部に装着されることを特徴とする請求項９に記載のインクジェットヘッドアセンブリ。
11. 前記センサは、前記第１貯蔵部に収容されるインクの下限水位を測定する第１センサと、インクの上限水位を測定する第２センサとで構成されることを特徴とする請求項９または１０に記載のインクジェットヘッドアセンブリ。

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