JP5343459B2 - 脱泡機構及び液体噴射装置 - Google Patents

Description

本発明は、液体噴射装置内を流通する液体から気泡を除去する技術に関する。

インクジェット式プリンタでは、インクカートリッジ等のインク供給部から記録ヘッドまでのインク供給路においてインク中に気泡が発生すると、ドット抜けなどの印刷不良を招くことがある。そのため、インクから気泡を取り除くこと（脱泡）が求められる。この脱泡を行う機構として、インクを一時的に溜めて気泡を捕捉する部屋（脱泡室）と減圧室とを気体透過性を有する隔壁を介して隣接させ、減圧室の圧力を脱泡室の圧力よりも低くして脱泡室において捕捉した気泡を取り除く機構が提案されている（下記特許文献１参照）。

特開２００６−９５８７８号公報

しかしながら、従来の脱泡機構では、インク中の気泡を十分に除去できないという問題があった。なお、かかる問題は、インクジェット式プリンタに限らず、潤滑油や樹脂液等の液体を噴射する任意の液体噴射装置において起こり得る。

本発明は、液体噴射装置内において、液体中の気泡の除去する技術を提供することを目的とする。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
[形態１]液体噴射装置の有する液体供給路内を流通する液体から気泡を取り除くための脱泡機構であって、底面と鉛直方向に延びる側壁とを有し、前記液体中の気泡を捕捉するための脱泡室と、前記底面と前記側壁のうち少なくともいずれかにおいて、前記脱泡室と前記液体供給路とを連通させる連通部と、を備え、前記連通部は、前記液体供給路の底面から前記脱泡室の前記底面又は前記側壁に向けて上方に延在している傾斜した流路の表面と、前記液体供給路の天井部分から前記脱泡室の前記底面又は前記側壁に向けて延在している傾斜した流路の表面と、を有し、前記連通部の前記脱泡室との接続部分における断面積は、前記連通部の前記液体供給路との接続部分における断面積よりも小さい、脱泡機構。

［適用例１］液体噴射装置の有する液体供給路内を流通する液体から気泡を取り除くための脱泡機構であって、鉛直方向に延びる側壁を有し、前記液体中の気泡を捕捉するための脱泡室と、前記側壁において前記脱泡室と前記液体供給路とを連通させる連通部と、を備える、脱泡機構。

適用例１の脱泡機構では、液体供給路は、連通部を介して脱泡室の側壁と連通するので、脱泡室内に流入した液体を下方に向かわせる一方、気泡を浮力により上方に向かわせることができるので、液体と気泡との分離を短時間のうちに実現することができ、多量の気泡を短時間のうちに除去することができる。

［適用例２］適用例１に記載の脱泡機構において、前記連通部において前記側壁と接続する位置は、前記連通部において前記液体供給路と接続する位置よりも高い、脱泡機構。

このようにすることで、脱泡室に溜まったインク中の気泡が連通部を介して液体供給路へと逆流することを抑制することができる。すなわち、仮に連通部に気泡が逆流しても、気泡の浮力により脱泡室に戻すことができ、液体供給路に気泡が逆流することを抑制することができる。

［適用例３］適用例２に記載の脱泡機構において、前記連通部は、前記連通部において前記液体供給路と接続する位置から、前記連通部において前記側壁と接続する位置に向かう上向きの流路を有する、脱泡機構。

このようにすることにより、脱泡室に溜まったインク中の気泡が連通部を介して液体供給路へと逆流することを抑制することができる。

［適用例４］適用例１ないし適用例３のいずれか一例に記載の脱泡機構において、前記連通部は、前記液体供給路の断面積よりも小さい断面積の流路を有する、脱泡機構。

このようにすることにより、脱泡室に溜まったインク中の気泡が連通部に侵入することを抑制することができる。

［適用例５］適用例１ないし適用例４のいずれか一例に記載の脱泡機構において、前記連通部は、長手方向と短手方向とを有する断面形状の流路を有する、脱泡機構。

このようにすることにより、連通部として、断面における短手方向の長さを気泡の断面（円又は楕円）の直径（又は長軸）よりも小さくしつつ、かかる連通部における断面積を大きくして液体の流通性を高めることができる。

［適用例６］適用例１ないし適用例５のいずれか一例に記載の脱泡機構において、前記脱泡室の側面は、曲線形状を有する、脱泡機構。

このようにすることにより、脱泡室の側面に気泡が停滞することを抑制することができ、液体と気泡との分離を短時間のうちに実現することができる。

［適用例７］適用例１ないし適用例６のいずれか一例に記載の脱泡機構において、前記脱泡室は、前記液体を吸収する部材を内部に有していない、脱泡機構。

このようにすることにより、脱泡室内にインクを直接貯留することが可能であるので、脱泡室内（液体を吸収する部材内）にインクが残留することを抑制することができる。また、かかる部材を用いないので、脱泡機構の製造コストを抑えることができる。また、脱泡室内に流入した液体の流れを利用して、液体と気泡とを分離することができる。

［適用例８］適用例１ないし適用例７のいずれか一例に記載の脱泡機構を備える、液体噴射装置。

このようにすることにより、噴射装置内を流通する液体から多量の気泡を短時間のうちに除去することができ、ドット抜けなどの液体の噴射不良を抑制することができる。

Ａ．第１の実施例：
Ａ１．装置構成：
図１は、本発明の脱泡機構としてのキャリッジ１００を備えたプリンタ５００の概略構成を示す説明図である。このプリンタ５００は、４色（ブラック，シアン，マゼンダ，イエロー）のインクを吐出可能なインクジェット式プリンタである。プリンタ５００は、ブラックインクのインクカートリッジＩＣ１と、シアンインクのインクカートリッジＩＣ２と、マゼンダインクのインクカートリッジＩＣ３と、イエローインクのインクカートリッジＩＣ４と、キャリッジ１００と、記録ヘッド１５０と、ガイドロッド２６０と、プラテン２７０と、４つのインク供給用ポンプ２２０ａ，２２０ｂ，２２０ｃ，２２０ｄと、減圧用ポンプ３００と、を備えている。

プリンタ５００は、４つのインクカートリッジＩＣ１〜ＩＣ４がプリンタ本体側に装着される、いわゆるオフキャリッジタイプのプリンタである。インクカートリッジＩＣ１は、チューブｔ１とインク供給用ポンプ２２０ａとチューブｔ１１とを介してキャリッジ１００に接続されている。同様に、インクカートリッジＩＣ２はチューブｔ２とインク供給用ポンプ２２０ｂとチューブｔ１２とを介して、インクカートリッジＩＣ３はチューブｔ３とインク供給用ポンプ２２０ｃとチューブｔ１３とを介して、インクカートリッジＩＣ４はチューブｔ４とインク供給用ポンプ２２０ｄとチューブ１４とを介して、それぞれキャリッジ１００に接続されている。減圧用ポンプ３００はチューブｔ５を介してキャリッジ１００に接続されている。なお、各インクカートリッジＩＣ１〜ＩＣ４は、図示しないカートリッジホルダによってプリンタ５００の本体フレーム（図示省略）に装着されている。

インク供給用ポンプ２２０ａは、インクカートリッジＩＣ１内のブラックインクをキャリッジ１００に供給する。同様に、インク供給用ポンプ２２０ｂはインクカートリッジＩＣ２内のシアンインクを、インク供給用ポンプ２２０ｃはインクカートリッジＩＣ３内のマゼンダインクを、インク供給用ポンプ２２０ｄはインクカートリッジＩＣ４内のイエローインクを、それぞれキャリッジ１００に供給する。減圧用ポンプ３００は、各色（ブラック，シアン，マゼンダ，イエロー）に共通して用いられる。

ガイドロッド２６０は、プラテン２７０の上方（＋Ｙ方向）においてプラテン２７０の長手方向（Ｚ軸と平行な方向）に沿って配置されている。キャリッジ１００は、ガイドロッド２６０に沿ってプラテン２７０の長手方向に移動可能に支持され、キャリッジモータ（図示省略）によりタイミングベルト（図示省略）を介して駆動される。記録ヘッド１５０は、キャリッジ１００の底面に配置され、キャリッジ１００の長手方向の往復運動に伴い多数のノズル（図示省略）からインク滴を下方（−Ｙ方向）に吐出する。このとき、図示しない紙送り機構によって記録用紙Ｐがプラテン２７０上を＋Ｘ方向に送られ、記録用紙Ｐに画像等が形成される。

図２（Ａ）は、インク噴射時のキャリッジ１００及び記録ヘッド１５０の状態を示す説明図である。図２（Ａ）では、キャリッジ１００の有する機能を模式的に表わしている。なお、図２（Ａ）では、ブラックインクの供給に関わる機能を示しているが、他色のインクの供給に関わる機能についても同様である。

キャリッジ１００は、フィルタ室６０と、大気室８７と、第１圧力室７７と、第１調圧バルブ７１と、脱泡室９２と、減圧室８０と、第２圧力室８９と、第２調圧バルブ８１と、インクが流通する３つの内部流路６２，６４，７９と、負圧供給路３５８とを備えている。

フィルタ室６０は、内部にフィルタ６１を備えており、流入したインクをろ過して不純物を取り除くために用いられる。このフィルタ室６０は、内部流路６２を介してチューブｔ１１と連通している。また、フィルタ室６０は、内部流路６４を介して後述するバルブ室７０と連通している。大気室８７は、大気連通孔９９を介して大気と連通している。

第１圧力室７７は、ブラックインクを一時的に溜めてキャリッジ１００内のインク供給路における圧力を調整するために用いられる。この第１圧力室７７は、天井部分である隔壁部８８ｂを挟んで大気室８７に隣接している。隔壁部８８ｂは、可撓性を有しており上下方向に変位可能である。隔壁部８８ｂとしては、例えば、合成樹脂やゴム等からなるフィルムと、このフィルムと共に変位可能な片持ち（図示省略）の薄板部材とで形成することができる。第１圧力室７７は、インク流入口７６を備えており、このインク流入口７６を介して後述するバルブ室７０と連通している。また、第１圧力室７７は、内部流路７９を介して脱泡室９２と連通している。

第１調圧バルブ７１は、ブラックインクの流通を制御するために用いられる。この第１調圧バルブ７１は、バルブ室７０と、弁体７２と、圧力調整バネ７３と、シール部材７５と、支持ロッド７４とを備えている。バルブ室７０は、内部流路６４と連通している。弁体７２は、バルブ室７０内に配置されており、圧力調整バネ７３により封止位置側に付勢されている。この弁体７２は、第１圧力室７７とバルブ室７０とを連通状態とする開放位置と、非連通状態とする封止位置との間で変位可能である。具体的には、第１圧力室７７からインクが排出されることにより、弁体７２を押し下げる力（隔壁部８８ｂ（大気圧）による支持ロッド７４の押圧力及び第１圧力室７７内の圧力）が、弁体７２を押し上げる力（バルブ室７０内の圧力及び圧力調整バネ７３の付勢力）よりも大きくなった場合に開放位置に向かって変位する。また、第１圧力室７７にインクが流入されることにより、弁体７２を押し下げる力が弁体７２を押し上げる力よりも小さくなった場合に封止位置に向かって変位する。なお、図２（Ａ）の例では、弁体７２は、開放位置に位置している。シール部材７５は、弁体７２の上面に配置されており、弁体７２が封止位置に配置された際にインクがバルブ室７０から第１圧力室７７に流通しないように封止する。支持ロッド７４は、バルブ室７０と第１圧力室７７とに亘って配置されており、一端が弁体７２と接合され、他端が第１圧力室７７の隔壁部８８ｂと接合されている。

脱泡室９２は、内部流路７９から流入したインクを一時的に貯留して気泡を捕捉するために用いられる。この脱泡室９２は、内部にフィルタ９３を備えている。脱泡室９２は、フィルタ９３よりも上部側において内部流路７９と連通している。また、脱泡室９２は、インク吐出流路９５とも連通している。フィルタ９３は、インク供給路内に混入した気泡を通過させ難くして、脱泡室９２の天井部において気泡を捕捉（トラップ）させる機能を有する。

減圧室８０は、脱泡室９２との間の圧力の差を利用して、脱泡室９２において捕捉されたインクから気泡を取り除くために用いられる。この減圧室８０は、脱泡室９２の上方に配置されており、気体透過性を有する隔壁部９０を介して脱泡室９２と隣接している。なお、隔壁部９０としては、例えば、ポリアセタールやポリプロピレンやポリフェニレンエーテル等からなる部材を用いて構成することができる。

第２圧力室８９は、減圧用ポンプ３００から供給される負圧を減圧室８０に供給するために用いられる。この第２圧力室８９は、減圧室８０の上方に配置されており、負圧供給路３５８を介してチューブｔ５と連通している。また、第２圧力室８９は、連通孔８６を介して減圧室８０と連通している。第２圧力室８９は、天井部分である隔壁部８８ａを挟んで大気室８７に隣接している。なお、隔壁部８８ａは、前述の隔壁部８８ｂと同じ構成を有している。ただし、隔壁部８８ａと隔壁部８８ｂとは、互いに接しておらず、それぞれ独立して変位することができる。

第２調圧バルブ８１は、第２圧力室８９と減圧室８０とに亘って配置されており、第２圧力室８９から減圧室８０への負圧の供給を制御するために用いられる。この第２調圧バルブ８１は、前述の第１調圧バルブ７１と同様な構成を有している。すなわち、第２調圧バルブ８１は、弁体８２と、圧力調整バネ８３と、シール部材８５と、支持ロッド８４とを備えている。弁体８２は、第２圧力室８９と減圧室８０とを連通状態とする開放位置と、非連通状態とする封止位置との間で変位可能であり、圧力調整バネ８３により封止位置側に付勢されている。図２（Ａ）の例では、弁体８２は、開放位置に配置されている。シール部材８５は、弁体８２が封止位置に配置された際に、連通孔８６を封止して減圧室８０内の負圧を維持する。支持ロッド８４は、一端が弁体８２と接合されており、他端が隔壁部８８ａと接合されている。

記録ヘッド１５０は、キャリッジ１００の底面に配置されており、記録用紙Ｐ（図１）に向けてインクを噴射する。この記録ヘッド１５０は、ノズルプレート１５２と、インク吐出流路１５４とを備えている。インク吐出流路１５４は、キャリッジ１００のインク吐出流路９５と連通しており、脱泡室９２から供給されたインクをノズルプレート１５２へと導く。ノズルプレート１５２は、多数のノズル（図示省略）を備えている。

なお、前述のプリンタ５００は、請求項における液体噴射装置に相当する。

Ａ２．キャリッジ１００におけるインク供給動作：
図２（Ａ）に示すノズルプレート１５２に設けられた多数のノズル（図示省略）からインクが噴射されてインクが消費されると、第１圧力室７７の圧力がインクの減量により低下する。すると、第１圧力室７７の圧力は大気室８７の圧力（大気圧）よりも低くなり、この圧力差によって隔壁部８８ｂが第１圧力室７７の内側に撓んで下方に変位する。このとき、弁体７２は、支持ロッド７４を介して押し下げられる。そして、圧力調整バネ７３の付勢力に打ち勝って弁体７２が開放位置に位置すると、インク流入口７６が開放されてインクが第１圧力室７７に流入する。

図２（Ｂ）は、開放されたインク流入口７６から第１圧力室７７にインクが流入した後におけるキャリッジ１００及び記録ヘッド１５０の状態を示す説明図である。第１圧力室７７にインクが流入してその室圧が高まると、隔壁部８８ｂは上方に変位する。これに伴って弁体７２が再び封止位置に移動すると、第１圧力室７７へのインクの流入は停止し、記録ヘッド１５０へのインクの供給が停止する。このように、プリンタ５００では、インクの消費に応じて第１調圧バルブ７１が開閉動作することで、消費した分量のインクが記録ヘッド１５０に適宜流入するように構成されている。

Ａ３．脱泡動作：
減圧用ポンプ３００（図１）によって発生した負圧は、チューブｔ５及び負圧供給路３５８（図２（Ａ））を介して第２圧力室８９に供給される。このとき、第２圧力室８９の圧力（負圧）と大気室８７の圧力（大気圧）との圧力差によって隔壁部８８ａが第２圧力室８９の内側に撓んで下方に変位する。弁体８２は、支持ロッド８４を介して押し下げられる。そして、弁体８２が開放位置に位置すると、連通孔８６が開放されて負圧が減圧室８０に供給される。すると、脱泡室９２の圧力が脱泡室９２の圧力よりも低くなり、脱泡室９２の天井部分にトラップされた気泡（ガス）ＢＬは、減圧室８０と脱泡室９２との間の圧力差によって隔壁部９０を透過して減圧室８０に流入する。

Ａ４．キャリッジ１００の詳細構成：
図３は、キャリッジ１００の詳細構成を示す斜視図である。なお、図３では、図示の便宜上、ブラックインクの供給に関わる構成のみを示している。上述した構成（機能）を有するキャリッジ１００は、複数の薄板部材（以下、「プレート」と呼ぶ）が鉛直方向（Ｙ軸）に積層された構成を有する。これらの複数のプレートにおいて、積層方向と垂直な面（積層面：Ｘ−Ｚ平面）の形状は、いずれも同じ大きさの矩形である。なお、図３では、積層された複数のプレートのうち隔壁プレート１０の詳細を例示しており、他のプレートについては省略している。

隔壁プレート１０は、隔壁部９０と、流路形成部５２と、流路形成部６６とを備えている。流路形成部５２は、隔壁プレート１０の裏面に形成された溝であり、隔壁プレート１０と、裏面において当接するプレート（図示省略）とが積層された際に、内部流路７９の一部を構成する流路７９ａを形成する。流路形成部５２（溝）の一端は脱泡室９２と接続され、他端は隔壁プレート１０を貫通する貫通孔５１と接続されている。流路形成部６６は、隔壁プレート１０の表面に形成された溝であり、隔壁プレート１０と、表面（積層面のうち上方の面）において当接するプレート（図示省略）とが積層された際に、内部流路６２を形成する。なお、流路形成部６６の一端は隔壁プレート１０の裏面に設けられた流通孔６５と接続されている。

Ａ５．内部流路７９と脱泡室９２との連通状態：
図４は、図３に示すＡ−Ａ断面の詳細を示す断面図である。図４の例では、図３に示す隔壁プレート１０に加えて、他の３つのプレートを示している。

隔壁プレート１０の上方に隣接して、減圧室プレート１１が配置されている。また、隔壁プレート１０の下方に隣接して、第１脱泡室プレート１２が配置されている。この第１脱泡室プレート１２の下方に隣接して、第２脱泡室プレート１３が配置されている。

減圧室プレート１１は、下方が開口である凹部２１と、厚み方向（Ｙ軸に沿った方向）に貫く貫通孔５３とを備えている。隔壁プレート１０は、隔壁部９０の下部に形成された凹部２０と、前述の貫通孔５１と、前述の流路形成部５２とを備えている。凹部２０は、断面（Ｘ−Ｚ断面）の形状が矩形の四角柱状の窪みである。第１脱泡室プレート１２は、厚み方向に貫く貫通孔２２と、流路形成部５４とを備えている。流路形成部５４は、第１脱泡室プレート１２の上部表面に形成されたＸ軸と平行な方向に延びる溝である。第２脱泡室プレート１３は、凹部２３を備えている。凹部２３は、第２脱泡室プレート１３の上部表面に設けられた開口とその開口よりも小さい底面とを有するすり鉢形状を有する。凹部２３の底面ＢＳには、インク吐出流路１５４として用いられる厚み方向に貫く貫通孔が設けられている。

上述した４つのプレート１０〜１３が積層されると、減圧室８０，脱泡室９２，内部流路７９，流路７９ａが形成される。具体的には、凹部２１と隔壁部９０とによって減圧室８０が形成される。また、凹部２０と貫通孔２２と凹部２３とによって脱泡室９２が形成される。また、２つの貫通孔５３，５１が互いに連通して内部流路７９の一部が形成される。また、流路形成部５２と流路形成部５４とが対向して配置され、これら２つの流路形成部５２，５４の間に流路７９ａが形成される。

流路７９ａは、主流路部７９ｂと、連通部７９ｃとを備えている。主流路部７９ｂは、Ｘ軸と平行な方向に延びる流路であり、一端が貫通孔５１と接続されている。連通部７９ｃは、主流路部７９ｂから脱泡室９２に向かう上向きの流路として形成されており、脱泡室９２と主流路部７９ｂとを連通させる。ここで、連通部７９ｃの一端は、脱泡室９２の側壁と接続している。なお、図４の例では、気泡ＢＬは、連通部７９ｃと脱泡室９２の側壁とが接続する箇所よりも上方において捕捉されている。連通部７９ｃと脱泡室９２の側壁とが接続する箇所としては、脱泡室９２において脱泡室９２の高さの半分よりも上方にすることが好ましい。このようにすることにより、脱泡室９２に流入したインクを下方に向かわせる一方、インク中の気泡を浮力により上昇させ、インクと気泡との分離を短時間のうちに実現できるからである。

主流路部７９ｂ及び連通部７９ｃの断面（Ｙ−Ｚ断面）の形状は、縦方向（Ｙ軸に沿った方向）を長手方向とする長方形である（図３参照）。ここで、連通部７９ｃ（図４）は、主流路部７９ｂから脱泡室９２に向かって次第に細くなっており、脱泡室９２との当接部分における断面積Ｓ２は、主流路部７９ｂとの当接部分における断面積Ｓ１に比べて小さくなっている。したがって、連通部７９ｃの平均断面積は、主流路部７９ｂの断面積Ｓ１よりも小さい。なお、前述の断面積Ｓ２としては、上流から流れてきた気泡が集まって成長した気泡の断面積よりも小さくなることが好ましく、例えば、０．５平方ミリメートルとすることができる。

図４の例では、脱泡室９２のうち隔壁プレート１０の有する凹部２０（脱泡室９２の天井部分）に大きな気泡ＢＬが捕捉されている。この気泡ＢＬは、例えば、脱泡室９２内に充填されたインクにおいて複数の微細な気泡が上流から流れてきた後上昇し、天井部分に達したこれらの気泡が集まって成長したものである。ここで、連通部７９ｃが主流路部７９ｂから脱泡室９２に向かう上向きの流路として形成されているのは、脱泡室９２内を上昇する微細な気泡や、気泡ＢＬのように天井部分に捕捉されている気泡を内部流路７９に逆流させないようにするためである。すなわち、仮に連通部７９ｃ内に侵入する気泡があっても、侵入した気泡は浮力によって連通部７９ｃを上昇して脱泡室９２に戻ることとなり、主流路部７９ｂ及びその上流側に気泡が逆流することを抑制できる。また、連通部７９ｃの断面形状を縦方向を長手方向とする長方形としているのは、以下の理由による。一般に気泡ＢＬは断面形状が円又は横方向につぶれた楕円である。したがって、連通部７９ｃの断面形状を縦長の長方形にすることにより、横方向（短手方向）の長さを気泡ＢＬの直径（又は長軸）よりも短くして連通部７９ｃ内への気泡ＢＬの侵入を抑制しつつ、連通部７９ｃの断面積を大きくしてインクの流通性を高めることができるからである。また、連通部７９ｃの平均断面積が主流路部７９ｂの断面積Ｓ１よりも小さいのは、脱泡室９２壁面における連通部７９ｃとの接続部分の面積を小さくすることにより、気泡ＢＬが連通部７９ｃ内に侵入することを抑制するためである。なお、内部流路７９及び主流路部７９ｂは、請求項における液体供給路に相当する。

図５は、図４に示す第２脱泡室プレート１３における凹部２３の詳細構成を示す平面図である。図５では、凹部２３を上方から見た図を示している。凹部２３の底面ＢＳの平面形状は、矩形ではなく、四隅が丸みを帯びたＲ形状（曲線形状）である。また、流路７９ａは、凹部２３の右上端に対応する位置に配置されている。したがって、インクの初期充填時などにおいて、流路７９ａから脱泡室９２内にインクが高速で流入すると、流入したインクは、−Ｘ方向に流入した後に凹部２３の壁面に沿って方向を変えながら下方に向かうこととなる。この場合、図５に示すように、インクは渦流となってインク吐出流路１５４に流れ込むため、脱泡室９２に残る気泡を減らすことができる。また、凹部２３の水平方向の断面（Ｘ−Ｚ断面）の輪郭における四隅の曲率半径は、開口部分（フィルタが配置される部分）から底面ＢＳにむかうほど大きくなっている。したがって、凹部２３において下方に向かうほど側面に気泡が停滞することが抑制され、気泡を天井部分（隔壁部９０）に集めることができる。

以上説明したように、キャリッジ１００において、内部流路７９は、流路７９ａを介して脱泡室９２の側壁と接続している。したがって、脱泡室９２内に流入したインクを側面から下方に向かって流し、また、インク中の気泡を浮力により上方に向かわせることができ、インクと気泡とを容易に分離することができる。それゆえ、インク中の気泡を短時間のうちに脱泡室９２の天井部分（隔壁部９０）に集めることができ、短時間のうちに多量の気泡を除去することができる。また、連通部７９ｃは、主流路部７９ｂから脱泡室９２に向かう上向きの流路として形成されているため、脱泡室９２内の気泡が主流路部７９ｂやその上流側（内部流路７９）に逆流することを抑制することができる。また、このように連通部７９ｃを上向きの流路として構成することにより、主流路部７９ｂの天井部分の厚み（Ｙ軸方向の長さ）を大きくすることができる。したがって、主流路部７９ｂからの水分の蒸発を抑制することができ、インクの増粘化を抑制することができる。また、連通部７９ｃの断面を長方形としており、また、連通部７９ｃの平均断面積が主流路部７９ｂの断面積Ｓ１よりも小さくなるように構成されているので、脱泡室９２内の気泡ＢＬが連通部７９ｃ内に侵入することを抑制することができる。また、脱泡室９２の側面はＲ形状を有しているので、脱泡室９２の側面に気泡が停滞することを抑制することができる。一方、脱泡室９２の天井部分（隔壁部９０）の断面（Ｘ−Ｚ断面）の輪郭の形状は矩形であるため、隔壁部９０と気泡との接触面積を大きくすることができると共に、天井部分の四隅において気泡を停滞させることができる。また、脱泡室９２は、内部にインク吸収材を充填した構成としておらず、直接インクを貯留することが可能であるので、貯留したインクが脱泡室内に残留してしまうことを抑制することができる。また、インク吸収材を用いないので、キャリッジ１００の製造コストを抑えることができる。また、インク吸収材を用いないので、図５に示すように、脱泡室９２内に流入したインクの流れを利用した気泡の排出性を向上することができる。

Ｂ．第２の実施例：
図６は、第２の実施例におけるキャリッジを構成するプレートの積層状態を示す説明図である。なお、図６は、図４と同じＡ−Ａ断面を示す。第２の実施例における脱泡機構としてのキャリッジは、連通部の構成においてキャリッジ１００（図１〜５）と異なり、他の構成については、第１の実施例と同じである。

具体的には、第１の実施例における連通部７９ｃ（図４）は、主流路部７９ｂから脱泡室９２に向かって次第に細くなっており、脱泡室９２との当接部分における断面積Ｓ２は、主流路部７９ｂとの当接部分における断面積Ｓ１（主流路部７９ｂの断面積Ｓ１）に比べて小さくなっていた。これに対し、第２の実施例における連通部７９ｄは、断面積が一定である。なお、この連通部７９ｄの断面積は、主流路部７９ｂの断面積Ｓ１と同じである。また、連通部７９ｄは、第１の実施例の連通部７９ｃと同様に、主流路部７９ｂから脱泡室９２に向かう上向きの流路として形成されている。

このような構成を有する第２の実施例におけるキャリッジは、第１の実施例のキャリッジ１００と同様な効果を有する。

Ｃ．第３の実施例：
図７は、第３の実施例におけるキャリッジを構成するプレートの積層状態を示す説明図である。なお、図７は、図４と同じＡ−Ａ断面を示す。第３の実施例における脱泡機構としてのキャリッジは、連通部の構成においてキャリッジ１００（図１〜５）と異なり、他の構成については、第１の実施例と同じである。

具体的には、第１の実施例における連通部７９ｃ（図４）は、主流路部７９ｂから脱泡室９２に向かう上向きの流路として形成されていたが、第２の実施例における連通部７９ｆは、主流路部７９ｂから脱泡室９２に水平方向に延びる流路として形成されている。なお、連通部７９ｆは、第１の実施例の連通部７９ｃと同様に、主流路部７９ｂから脱泡室９２に向かって次第に細くなっている。

このような構成を有する第３の実施例におけるキャリッジは、第１の実施例のキャリッジ１００と同様な効果を有する。

Ｄ．第４の実施例：
図８は、第４の実施例におけるキャリッジを構成するプレートの積層状態を示す説明図である。なお、図８は、図４と同じＡ−Ａ断面を示す。第４の実施例における脱泡機構としてのキャリッジは、連通部の構成においてキャリッジ１００（図１〜５）と異なり、他の構成については、第１の実施例と同じである。

具体的には、第２の実施例の連通部７９ｇは、中央に仕切り部Ｄ１を有する水平方向に延びた流路として形成されている。仕切り部Ｄ１は、流路を上下に二分している。これら２つの流路はいずれも同じ断面積Ｓ３を有しており、その合計断面積は、第１の実施例における連通部７９ｃと脱泡室９２との当接部分における断面積Ｓ２と同じである。

このような構成を有する第４の実施例のキャリッジは、第１の実施例のキャリッジ１００と同様な効果を有する。また、連通部７９ｇは、仕切り部Ｄ１を設けて流路を分割しているので、各流路の脱泡室９２との当接面の断面積を小さくして気泡の侵入を抑制しつつ、内部流路７９としての脱泡室９２との当接面の合計面積を大きくしてインクの流通性を高めることができる。

Ｅ．第５の実施例：
図９は、第５の実施例におけるキャリッジを構成するプレートの積層状態を示す説明図である。なお、図９は、図４と同じＡ−Ａ断面を示す。第５の実施例における脱泡機構としてのキャリッジは、主流路部７９ｂを備えていない点と、脱泡室９２における連通部との接続位置が側壁ではなく天井部分である点と、においてキャリッジ１００（図１〜５）異なり、他の構成については第１の実施例と同じである。

具体的には、第５の実施例における隔壁プレート１０ａは、流路形成部５２を備えていない。また、この隔壁プレート１０ａの有する隔壁部９０ａは、第１の実施例の隔壁部９０よりも水平方向の長さが短く、隔壁部９０ａに隣接して連通部７９ｈを備えている。この連通部７９ｈは、隔壁プレート１０ａを厚み方向に貫く貫通孔である。

第５の実施例における減圧室プレート１１ａにおいて、貫通孔５３は、各プレートが積層されたときに、連通部７９ｈの上方に隣接して配置される。したがって、前述の連通部７９ｈは、この貫通孔５３（内部流路７９）と脱泡室９２とを鉛直方向（Ｙ軸と平行な方向）に連通させる。第５の実施例における第１脱泡室プレート１２ａは、流路形成部５４を備えていない。なお、本実施例では、内部流路７９が請求項における液体供給路に相当する。

ここで、連通部７９ｈの断面（Ｘ−Ｚ断面）は長方形であり、その面積は、第１の実施例における連通部７９ｃと脱泡室９２との当接部分における断面積Ｓ２と同じ（例えば、０．５平方ミリメートル）である。また、この連通部７９ｈの面積は、貫通孔５３（内部流路７９）の断面積Ｓ３よりも小さい。

このような構成を有する第５の実施例のキャリッジにおいて、連通部７９ｈは断面積が小さく、成長した大きな気泡ＢＬが通過し難い。したがって、インク内の気泡が内部流路７９に侵入して逆流することを抑制することができ、短時間のうちに多量の気泡を除去することができる。また、連通部７９ｈの断面形状を長方形としているので、連通部７９ｈの断面の少なくとも短手方向について気泡ＢＬの直径よりも短くすることができ、連通部７９ｃ内への気泡ＢＬの侵入を抑制できる。

Ｆ．第６の実施例：
図１０は、第６の実施例におけるキャリッジを構成するプレートの積層状態を示す説明図である。なお、図１０は、図４と同じＡ−Ａ断面を示す。第６の実施例における脱泡機構としてのキャリッジは、脱泡室９２における連通部との接続位置が側壁ではなく底面ＢＳである点においてキャリッジ１００（図１〜５）異なり、他の構成については第１の実施例と同じである。

具体的には、第６の実施例における隔壁プレート１０ｂは、流路形成部５２を備えていない。第６の実施例における第１脱泡室プレート１２ｂは、流路形成部５４を備えていない。また、第１脱泡室プレート１２ｂは、厚み方向に貫く貫通孔４９を備えている。そして、各プレートが積層されたときに、貫通孔５３，５１，４９は互いに連通し、内部流路７９の一部を構成する。

第６の実施例における第２脱泡室プレート１３ａは、流路７９ｍを備えている。この流路７９ｍは、第１の実施例における流路７９ａと同様に、内部流路７９の一部を構成する。流路７９ｍは、主流路部７９ｊと、連通部７９ｋとを備えている。主流路部７９ｊは、Ｌ字型に屈曲した流路であり、一端は第２脱泡室プレート１３ａの上部表面に達している。そして、各プレートが積層されたときに、主流路部７９ｊは、内部流路７９（貫通孔４９）と連通する。

連通部７９ｋは、脱泡室９２と主流路部７９ｊとを連通させる。この連通部７９ｋの一端は主流路部７９ｊと接続し、他端は脱泡室９２の底面ＢＳと接続している。連通部７９ｋは、第１の実施例における連通部７９ｃと同様に、主流路部７９ｊから脱泡室９２（底面ＢＳ）に向かう上向きの流路として形成されている。また、連通部７９ｋは、主流路部７９ｊから脱泡室９２に向かって次第に細くなっており、脱泡室９２との当接部分における断面積Ｓ２は、主流路部７９ｊとの当接部分における断面積Ｓ１に比べて小さくなっている。したがって、連通部７９ｋの平均断面積は、主流路部７９ｊの断面積Ｓ１よりも小さい。なお、前述の断面積Ｓ２としては、第１の実施例と同様に、例えば、０．５平方ミリメートルとすることができる。

このような構成を有する第６の実施例におけるキャリッジは、第１の実施例のキャリッジ１００と同様な効果を有する。

Ｇ．変形例：
なお、上記各実施例における構成要素の中の、独立クレームでクレームされた要素以外の要素は、付加的な要素であり、適宜省略可能である。また、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。

Ｇ１．変形例１：
上述した各実施例では、連通部７９ｃ，７９ｄ，７９ｆ，７９ｇにおける断面形状は縦方向を長手方向とする長方形であったが、これに代えて、横方向を長手方向とする長方形とすることもできる。また、その断面形状を、長方形に代えて、三角形や五角形等の長手方向と短手方向とがある任意の形状とすることができる。このようにすることにより、脱泡室９２から連通部内への気泡ＢＬの侵入を抑制できる。なお、前述の断面形状を、正方形や円など、長手方向と短手方向とを有さない任意の形状とすることもできる。

Ｇ２．変形例２：
上述した各実施例では、脱泡室９２の底部はＲ形状を有していたが、これに代えて、鋭角部分を有する形状（例えば、四角柱形状）とすることもできる。また、脱泡室内にインクを吸収する部材を充填し、かかるインク吸収部材にインクを吸引させて貯留することもできる。

Ｇ３．変形例３：
上述した各実施例では、減圧室８０と脱泡室９２との間の気体透過性を有する部分は、隔壁部９０，９０ａとして一体形成されていたが、これに代えて、減圧室８０の底面と脱泡室９２の天井面とをそれぞれ気体透過性を有する別体の壁として形成し、これらの壁を、複数のプレートを積層した際に互いに接するように構成することもできる。また、各プレートの境界位置は、各実施例に示した位置に限らず任意の位置とすることもできる。また、キャリッジを構成するプレートの数を任意の数とすることができる。例えば、各実施例において、脱泡室９２を形成するプレートの合計数は３枚であったが、これに代えて、４枚のプレートとすることもできる。

Ｇ４．変形例４：
上述した第１の実施例では、脱泡室９２の側壁（側面）における連通部との接続位置は、脱泡室９２の側面の高さの半分よりも上方であったが、これに代えて、脱泡室９２の側面の高さの半分以下の位置とすることもできる。また、各実施例では、脱泡室９２における連通部との接続位置（接続面）は、側壁（側面），上面，底面のいずれかであったが、これに代えて、脱泡室９２の隅とすることもできる。また、側面と上面とにそれぞれ連通部を設けるなど、脱泡室９２の複数の面において連通部と接続する構成とすることもできる。この場合において、上述した各実施例の連通部７９ｃ，７９ｄ，７９ｆ，７９ｇ，７９ｈ，７９ｋを組み合わせて用いることができる。

Ｇ５．変形例５：
上述した各実施例では、プリンタ５００が吐出するインクの種類は４色であったが、これに代えて任意の種類のインクを吐出する構成とすることができる。また、各実施例のプリンタはオフキャリッジタイプのプリンタであったが、これに代えて、インクカートリッジをキャリッジに搭載するいわゆるオンキャリッジタイプのプリンタを採用することもできる。

Ｇ６．変形例６：
上述した第１の実施例では、連通部７９ｃは、主流路部７９ｂから脱泡室９２に向かって単調上昇する上向きの流路であったが、これに代えて、階段状に上昇する上向きの流路とすることもできる。また、連通部７９ｃを、主流路部７９ｂから脱泡室９２に向かって凹状に屈曲する又は凸状に屈曲する形状の流路とすることもできる。すなわち一般には、連通部７９ｃとして、連通部７９ｃにおいて脱泡室９２（の側壁）と接続する位置が、連通部７９ｃにおいて主流路部７９ｂと接続する位置よりも高い位置となる任意の形状の流路を、本発明の脱泡機構に採用することができる。

Ｇ７．変形例７：
上述した各実施例では、プリンタ５００における脱泡機構としてキャリッジに適用した例を示したが、これに代えて、キャリッジとは別に脱泡機構を構成することもできる。例えば、各実施例において、チューブｔ１１〜ｔ１４の途中に脱泡室及び減圧室を設けて脱泡機構を構成することもできる。このような構成においても、チューブｔ１１〜ｔ１４と脱泡室とを連通させる連通部を上述した各実施例のように構成することにより、短時間のうちに多量の気泡を除去することができる。

Ｇ８．変形例８：
上述した各実施例では、インクジェット式プリンタについて説明したが、本発明は、これに限らず、インク以外の他の液体を噴射する任意の液体噴射装置に適用することができる。例えば、ファクシミリ装置等の画像記録装置や、液晶ディスプレー等のカラーフィルタの製造に用いられる色材噴射ヘッドや、有機ＥＬ(Electro Luminescence)ディスプレーや、面発光ディスプレー (Field Emission Display、ＦＥＤ)等の電極形成に用いられる電極材噴射装置や、バイオチップ製造に用いられる生体有機物を含む液体を噴射する液体噴射装置や、精密ピペットとしての試料噴射装置や、潤滑油の噴射装置や、樹脂液の噴射装置等にも適用できる。さらに、時計やカメラ等の精密機械にピンポイントで潤滑油を噴射する液体噴射装置、光通信素子等に用いられる微小半球レンズ（光学レンズ）などを形成するために紫外線硬化樹脂等の透明樹脂液を基板上に噴射する液体噴射装置、基板などをエッチングするために酸又はアルカリ等のエッチング液を噴射する液体噴射装置を採用しても良い。そして、これら微小量の液滴を吐出させる液体噴射ヘッド等を備える各種の液体噴射装置のうちいずれか一種の噴射装置に本発明を適用することができる。

なお、液滴とは、上記液体噴射装置から吐出される液体の状態をいい、粒状、涙状、糸状に尾を引くものも含むものとする。また、ここでいう液体とは、液体噴射装置が噴射させることができるような材料であれば良い。例えば、物質が液相であるときの状態のものであれば良く、粘性の高い又は低い液状態、ゾル、ゲル水、その他の無機溶剤、有機溶剤、溶液、液状樹脂、液状金属（金属融液）のような流状態、また物質の一状態としての液体のみならず、顔料や金属粒子などの固形物からなる機能材料の粒子が溶媒に溶解、分散または混合されたものなどを含む。また、液体の代表的な例としては上記実施例の形態で説明したようなインクや液晶等が挙げられる。ここで、インクとは一般的な水性インクおよび油性インク並びにジェルインク、ホットメルトインク等の各種液体組成物を包含するものとする。

本発明の脱泡機構としてのキャリッジ１００を備えたプリンタ５００の概略構成を示す説明図である。 インク噴射時のキャリッジ１００及び記録ヘッド１５０の状態を示す説明図及び開放されたインク流入口７６から第１圧力室７７にインクが流入した後におけるキャリッジ１００及び記録ヘッド１５０の状態を示す説明図である。 キャリッジ１００の詳細構成を示す斜視図である。 図３に示すＡ−Ａ断面の詳細を示す断面図である。 図４に示す第２脱泡室プレート１３における凹部２３の詳細構成を示す平面図である。 第２の実施例におけるキャリッジを構成するプレートの積層状態を示す説明図である。 第３の実施例におけるキャリッジを構成するプレートの積層状態を示す説明図である。 第４の実施例におけるキャリッジを構成するプレートの積層状態を示す説明図である。 第５の実施例におけるキャリッジを構成するプレートの積層状態を示す説明図である。 第６の実施例におけるキャリッジを構成するプレートの積層状態を示す説明図である。

符号の説明

ＩＣ１〜ＩＣ４…インクカートリッジ、１０，１０ａ，１０ｂ…隔壁プレート、１１，１１ａ…減圧室プレート、１２，１２ａ，１２ｂ…第１脱泡室プレート、１３，１３ａ…第２脱泡室プレート、１４…チューブ、２０，２１，２３…凹部、２２，４９，５１，５３…貫通孔、５２，５４，６６…流路形成部、６０…フィルタ室、６１…フィルタ、６２，６４…内部流路、６５…流通孔、７０…バルブ室、７１…第１調圧バルブ、７２…弁体、７３…圧力調整バネ、７４…支持ロッド、７５…シール部材、７６…インク流入口、７７…第１圧力室、７９…内部流路、７９ａ，７９ｍ…流路、７９ｂ，７９ｊ…主流路部、７９ｃ，７９ｄ，７９ｆ，７９ｇ，７９ｋ…連通部、８０…減圧室、８１…第２調圧バルブ、８２…弁体、８３…圧力調整バネ、８４…支持ロッド、８５…シール部材、８６…連通孔、８７…大気室、８８ａ，８８ｂ…隔壁部、８９…第２圧力室、９０，９０ａ…隔壁部、９２…脱泡室、９３…フィルタ、９５…インク吐出流路、９９…大気連通孔、１００…キャリッジ、１５０…記録ヘッド、１５２…ノズルプレート、１５４…インク吐出流路、２２０ａ〜２２０ｄ…インク供給用ポンプ、２６０…ガイドロッド、２７０…プラテン、３００…減圧用ポンプ、３５８…負圧供給路、５００…プリンタ、Ｐ…記録用紙、ｔ１〜ｔ５，ｔ１１〜ｔ１４…チューブ、ＢＬ…気泡、ＢＳ…底面

Claims (9)

1. 液体噴射装置の有する液体供給路内を流通する液体から気泡を取り除くための脱泡機構であって、
   底面と鉛直方向に延びる側壁とを有し、前記液体中の気泡を捕捉するための脱泡室と、
   前記底面と前記側壁のうち少なくともいずれかにおいて、前記脱泡室と前記液体供給路とを連通させる連通部と、
   を備え、
   前記連通部は、前記液体供給路の底面から前記脱泡室の前記底面又は前記側壁に向けて上方に延在している傾斜した流路の表面と、前記液体供給路の天井部分から前記脱泡室の前記底面又は前記側壁に向けて延在している傾斜した流路の表面と、を有し、
   前記連通部の前記脱泡室との接続部分における断面積は、前記連通部の前記液体供給路との接続部分における断面積よりも小さい、脱泡機構。
2. 請求項１に記載の脱泡機構において、
   前記連通部は、前記脱泡室の前記側壁において前記脱泡室と前記液体供給路とを連通させており、前記連通部と前記脱泡室の前記側壁とが接続する箇所は、前記脱泡室の高さの半分よりも上方に位置している、脱泡機構。
3. 請求項１または請求項２に記載の脱泡機構において、
   前記連通部は、前記液体供給路から前記脱泡室に向かって次第に細くなっている、脱泡機構。
4. 請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の脱泡機構において、
   前記連通部において前記脱泡室の前記底面又は前記側壁と接続する位置は、前記連通部において前記液体供給路と接続する位置よりも高い、脱泡機構。
5. 請求項４に記載の脱泡機構において、
   前記連通部は、前記連通部において前記液体供給路と接続する位置から、前記連通部において前記脱泡室の前記底面又は前記側壁と接続する位置に向かう上向きの流路を有する、脱泡機構。
6. 請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の脱泡機構において、
   前記連通部は、長手方向と短手方向とを有する断面形状の流路を有する、脱泡機構。
7. 請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載の脱泡機構において、
   前記脱泡室側面は、曲線形状を有する、脱泡機構。
8. 請求項１から請求項７までのいずれか一項に記載の脱泡機構において、
   前記脱泡室は、前記液体を吸収する部材を内部に有していない、脱泡機構。
9. 請求項１から請求項８までのいずれか一項に記載の脱泡機構を備える、液体噴射装置。

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