JP5849737B2 - 液滴噴射装置 - Google Patents

Description

本発明は、液滴を噴射する液滴噴射装置に関する。

特許文献１のインクジェット式記録装置は、インクカートリッジが装着されるインク供給針を有する。インク供給針は、インクの液滴を噴射するインクジェットヘッドに接続されている。また、インク供給針の内部にはフィルタが収容されている。このフィルタによってインクに混入する塵や気泡が捕捉され、この塵等がインクジェットヘッドへ入り込むことが防止される。

吸引装置によりインクジェットヘッドのノズルからインクを強制的に吸引して排出する、いわゆる吸引パージが行われると、インク供給針内のインク流速が高まり、フィルタの上流側に滞留する気泡が下流側へ排出される。ここで、特許文献１では、上記吸引パージにより、インク供給針内の気泡が排出されやすくなるような工夫がなされている。具体的には、インク供給針の内部の、フィルタよりも上流側の位置には、複数の貫通孔を備えた封止部材がフィルタから離れて配置されている。この封止部材は、弾性変形可能な材料で形成されている。

被記録媒体に記録を行う際のインクジェットヘッドの液滴噴射時においては、インク供給針内に、インクジェットヘッドへ向かうインクの流れが生じるものの、その流速は低い。そのため、封止部材は変形せずにフィルタから離れた状態を維持する。一方、前述した吸引パージを行った場合には、上記の液滴噴射時と比べてインク供給針内のインクの流速が高くなる。このときのインクの流れによって封止部材が弾性変形してフィルタに押し付けられる。これにより、フィルタの実質的な開口面積が減少するため、フィルタに捕捉されている気泡が排出されやすくなる。

特開２００７−２１６５６２号公報

前記特許文献１では、吸引パージ時に発生するインクの流速が低いと封止部材が変形せず、フィルタが遮蔽されない虞がある。逆に言えば、吸引パージ時において、封止部材を確実に変形させるためには、インク供給針の内部に十分に高い流速を発生させなければならない。そのため、場合によっては、ノズルから塵や気泡を排出するのに必要とされる量以上の、多くのインクをノズルから排出させることもあり得る。つまり、吸引パージにおいて、必要以上にインクを消費してしまうことになりかねない。

本発明の目的は、フィルタの遮蔽／非遮蔽の状態を、簡単に且つ確実に切り換えることのできる、液滴噴射装置を提供することである。

第１の発明の液滴噴射装置は、液滴を噴射するノズルを有する液滴噴射ヘッドと、液体を貯留する液体貯留部と前記液滴噴射ヘッドとを接続する液体供給流路と、を備え、前記液体供給流路は、フィルタが収容されたフィルタ収容部を有し、前記フィルタ収容部の姿勢を、前記フィルタの一方の面が上を向く第１姿勢と、前記フィルタの前記一方の面が下を向く第２姿勢との間で切り換える姿勢切換手段を備え、前記フィルタ収容部内には、前記液体とは比重が異なる遮蔽部材が収容され、前記フィルタ収容部が前記第１姿勢をとるときには、前記遮蔽部材は前記フィルタから離れており、前記フィルタ収容部が前記第２姿勢をとるときには、前記遮蔽部材が前記フィルタの一部分を遮蔽し、前記フィルタ収容部が前記第１姿勢にあるときと比べて前記フィルタの開口面積が小さくなっていることを特徴とするものである。

本発明では、遮蔽部材と液体の比重が異なっていることから、遮蔽部材は液体中において重力によって下方に沈む、あるいは、浮力によって浮き上がる性質を有する。従って、フィルタ収容部の姿勢が、フィルタの向きが上下逆になるように第１姿勢と第２姿勢の間で切り換えられることによって、遮蔽部材とフィルタの配置関係が変わることになる。

フィルタ収容部が第１姿勢をとるときには遮蔽部材がフィルタから離れており、フィルタは遮蔽部材で遮蔽されない。従って、液滴噴射ヘッドから液滴を噴射させる場合など、液体供給流路の流路抵抗を極力小さく抑えたい場合には、第１姿勢にされる。一方、フィルタ収容部が第２姿勢をとるときには、フィルタの一部分が遮蔽部材で遮蔽され、第１姿勢にあるときと比べてフィルタの開口面積が狭まる。従って、フィルタ収容部内の液体の流速を上げて、気泡を排出する場合には第２姿勢が好適である。尚、フィルタの開口面積とは、フィルタの、液体が通過可能な領域の面積のことをいう。このように、本発明では、フィルタ収容部の姿勢を上下逆にするという簡単な動作によって、フィルタの遮蔽／非遮蔽の状態を確実に切り換えることができる。

第２の発明の液滴噴射装置は、前記第１の発明において、前記フィルタ収容部が前記第１姿勢にあるときに、前記フィルタ収容部内の、前記フィルタよりも前記液体の流れ方向上流側の流路が、下流側の流路よりも下方に位置することを特徴とするものである。

本発明では、フィルタ収容部が第１姿勢にあるときには、フィルタよりも、液体の流れ方向上流側の流路が下流側の流路よりも下方に位置している。この場合、液体の流れは、フィルタを下から上へ通過する。そのため、液体に含まれている塵がフィルタに付着しにくく、フィルタに目詰まりが生じにくい。

第３の発明の液滴噴射装置は、前記第２の発明において、前記遮蔽部材の比重が、前記液体よりも大きく、前記遮蔽部材は、前記フィルタ収容部内の前記上流側の流路に配置されていることを特徴とするものである。

多くの固体材料は、水などの液体よりも比重が大きい。従って、遮蔽部材を液体よりも比重が大きいものとする方が、遮蔽部材の材料選択における設計の自由度が大きくなる。本発明では、比重の大きい遮蔽部材がフィルタよりも上流側の流路に配置される。また、フィルタ収容部が第１姿勢にあるときには、フィルタの上流側の流路が下流側の流路よりも下に位置していることから、前記上流側の流路に配置されている比重の大きい遮蔽部材は、重力の作用でフィルタから離れる。一方、フィルタ収容部が第２姿勢にあるときには、逆に、フィルタの上流側の流路が下流側の流路よりも上に位置するため、前記上流側の流路に配置されている比重の大きい遮蔽部材はフィルタを上から覆う。従って、フィルタの一部分が遮蔽部材によって遮蔽されることになる。

第４の発明の液滴噴射装置は、前記第１〜第３の何れかの発明において、前記フィルタ収容部内の、前記フィルタよりも前記液体の流れ方向上流側の流路が、前記フィルタの面に沿って、このフィルタまで延びており、前記遮蔽部材は、前記フィルタの、前記上流側の流路の端部に面する部分を除いて遮蔽することを特徴とするものである。

本発明においては、上流側の流路を流れる液体はフィルタの面に沿って流れ、上流側の流路の端部において向きを変えてフィルタを通過する。そのため、この上流側の流路の端部によどみが生じやすく、気泡が特に滞留しやすくなる。本発明では、フィルタの、前記上流側の流路の端部に面する一部分を除いて、遮蔽部材がフィルタを遮蔽する。これにより、前記上流側の流路の端部に面するフィルタ部分のみが開放されることとなり、この流路の端部のよどみが解消されて気泡の滞留が防止される。

第５の発明の液滴噴射装置は、前記第１〜第４の何れかの発明において、前記液滴噴射ヘッドの前記ノズルから液体を排出させるパージ手段を有し、前記パージ手段により前記液滴噴射ヘッドから液体を排出させるときには、前記姿勢切換手段は、前記フィルタ収容部の姿勢を前記第２姿勢にすることを特徴とするものである。

パージ手段により液滴噴射ヘッドのノズルから液体を排出させる、いわゆるパージを行う際に、フィルタ収容部を第２姿勢にしてフィルタの開口面積を減少させる。これにより、パージ中のフィルタ収容部内の液体の流速が高まり、フィルタで捕捉されている気泡が下流側へ排出されやすくなる。

第６の発明の液滴噴射装置は、前記第５の発明において、前記遮蔽部材は、前記フィルタ収容部内の、前記フィルタよりも、前記液体の流れ方向上流側の流路に配置されていることを特徴とするものである。

本発明では、パージ時にフィルタ収容部内に発生する液体の流れが、遮蔽部材をフィルタに密着させるように作用するため、フィルタの開口面積が確実に狭められる。

第７の発明の液滴噴射装置は、前記第１〜第６の何れかの発明において、前記遮蔽部材は、前記フィルタを選択的に遮蔽する複数の遮蔽部を有し、前記複数の遮蔽部の間で、前記フィルタの遮蔽面積が互いに異なることを特徴とするものである。

本発明において、「フィルタの遮蔽面積」とは、各遮蔽部の、フィルタを覆う部分の面積のことをいう。本発明によれば、遮蔽部材の複数の遮蔽部を切り換えて、フィルタの遮蔽面積を状況に応じて変更することができる。

本発明によれば、フィルタ収容部の姿勢を上下逆にするという簡単な動作によって、フィルタが遮蔽されない状態と、フィルタの一部分が遮蔽部材によって遮蔽された状態とを、確実に切り換えることができる。

本実施形態に係るインクジェットプリンタを概略的に示す平面図である。 インクジェットヘッドとサブタンクを図１の走査方向から見た図である。 インクジェットヘッドの平面図である。 （ａ）は図３のＡ部拡大図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。 フィルタケースの斜視図である。 第１姿勢にあるフィルタケースの断面図であり、（ａ）は図５のＡ−Ａ鉛直面断面図、（ｂ）は図５のＢ−Ｂ鉛直断面図である。 第２姿勢にあるフィルタケースの断面図であり、（ａ）は図５のＡ−Ａ鉛直面断面図、（ｂ）は図５のＢ−Ｂ鉛直断面図である。 インクジェットプリンタの電気的構成を概略的に示すブロック図である。 変更形態に係るフィルタケースの断面図である。 別の変更形態に係るフィルタケースの断面図である。 別の変更形態に係るフィルタケースの断面図である。 別の変更形態に係るフィルタケースの断面図である。 別の変更形態に係るフィルタケースの断面図である。 別の変更形態に係るフィルタケースの断面図である。 別の変更形態に係るフィルタケースの断面図である。 別の変更形態に係るフィルタケースの正面図である。 別の変更形態に係るインクジェットヘッドとサブタンクを走査方向から見た図である。

次に、本発明の実施の形態について説明する。図１は、本実施形態に係るインクジェットプリンタを概略的に示す平面図である。図１に示すように、インクジェットプリンタ１は、キャリッジ２と、インクジェットヘッド３と、サブタンク４と、記録用紙Ｐを搬送する搬送機構５と、インクカートリッジ６が装着されるホルダ７と、パージ機構８とを備えている。

キャリッジ２は、図１の左右方向（走査方向）に平行に延びる２本のガイドレール１２，１３に沿って往復移動可能に構成されている。また、キャリッジ２には、無端ベルト１８が連結されている。この無端ベルト１８がキャリッジ駆動モータ１９によって駆動されたときに、キャリッジ２は、無端ベルト１８の走行に伴って走査方向に移動する。

キャリッジ２には、インクジェットヘッド３と４つのサブタンク４が搭載されている。図２は、インクジェットヘッド３とサブタンク４を図１の走査方向から見た図である。但し、図２においてサブタンク４については断面で示している。インクジェットヘッド３は、それぞれ液滴を噴射する複数のノズル２２の向きが下向き（図１の紙面向こう側）となるように配置されている。インクジェットヘッド３の上方には、４つのサブタンク４が走査方向に沿って並べて配置されている。各サブタンク４は、可撓性を有するチューブ１５（１５ａ，１５ｂ）によってホルダ７と接続されている。

インクジェットヘッド３の具体的な構成について説明する。図３は、インクジェットヘッド３の平面図である。図４（ａ）は図３のＡ部拡大図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。図３、図４に示すように、インクジェットヘッド３は、複数のノズル２２及び複数のノズル２２にそれぞれ連通する複数の圧力室２４が形成された流路ユニット２０と、流路ユニット２０の上面に配置された圧電アクチュエータ２１とを備えている。

図４（ｂ）に示すように、流路ユニット２０は４枚のプレートが積層された構造を有する。この流路ユニット２０の下面には複数のノズル２２が形成されている。図３に示すように、複数のノズル２２は走査方向と直交する方向（記録用紙Ｐの搬送方向）に配列されており、４色のインク（ブラック、イエロー、シアン、マゼンタ）にそれぞれ対応した、４列のノズル列を構成している。

また、流路ユニット２０には、複数のノズル２２にそれぞれ連通する複数の圧力室２４が形成されている。複数の圧力室２４は、複数のノズル２２と同様に４列に配列されている。さらに、流路ユニット２０には、それぞれ搬送方向に延在する４本のマニホールド２５が形成されている。４本のマニホールド２５は、４列の圧力室列に、ブラック、イエロー、シアン、マゼンタの４色のインクをそれぞれ供給する。また、４本のマニホールド２５は、流路ユニット２０の上面に形成された４つのインク供給孔２６に接続されている。

図４（ｂ）に示すように、圧電アクチュエータ２１は、複数の圧力室２４を覆う振動板３０と、この振動板３０の上面に配置された圧電層３１と、複数の圧力室２４に対応した複数の個別電極３２とを備えている。圧電層３１の上面に位置する複数の個別電極３２は、圧電アクチュエータ２１を駆動するドライバＩＣ３４とそれぞれ接続されている。また、圧電層３１の下面に位置する振動板３０は金属材料で形成されており、圧電層３１を挟んで複数の個別電極３２と対向する共通電極の役割を果たす。尚、この振動板３０はドライバＩＣ３４のグランド配線に接続されて常にグランド電位に保持される。

この圧電アクチュエータ２１において、ドライバＩＣ３４から、ある個別電極３２と共通電極としての振動板３０の間に所定の駆動電圧が印加されると、両者の間に挟まれた圧電層３１に圧電変形が生じる。この圧電層３１の圧電変形によって圧力室２４に体積変化を生じさせて、圧力室２４内のインクに圧力を付与する。このとき、上記圧力室２４に連通するノズル２２からインクの液滴が噴射される。

図２に示すように、各サブタンク４内には、ダンパ室３５が形成されている。ダンパ室３５は水平面に沿って広がった形状を有し、その上壁部には可撓性フィルムからなるダンパ膜３６が設けられている。ダンパ室３５は、連通流路３７を介してインクジェットヘッド３のインク供給孔２６（図３参照）と接続される。また、ダンパ室３５は、チューブ１５ａ，１５ｂを介してホルダ７に装着されたインクカートリッジ６とも接続されている。このダンパ室３５は、インクカートリッジ６から供給されたインクを一時的に貯留して、インクジェットヘッド３へ供給するインクの圧力変動を減衰させる。

図１に戻り、搬送機構５は、搬送方向に関してキャリッジ２を挟むように配置された、２つの搬送ローラ３８，３９を有する。２つの搬送ローラ３８，３９は、搬送モータ４０（図８参照）により回転駆動される。搬送機構５は、２つの搬送ローラ３８，３９により、インクジェットヘッド３の下側（図１の紙面向こう側）において記録用紙Ｐを搬送方向に搬送する。

上記の搬送機構５によって搬送される記録用紙Ｐに対して、インクジェットヘッド３は、キャリッジ２とともに走査方向に往復移動しつつ、その下面に設けられた多数のノズル２２から記録用紙Ｐにインクの液滴を噴射する。これにより、記録用紙Ｐに所望の画像や文字が記録される。

図１に示すように、ホルダ７には、４つのインクカートリッジ６がそれぞれ取り外し可能に装着される。４つのインクカートリッジ６には、４色（ブラック、イエロー、シアン、マゼンタ）のインクがそれぞれ貯留されている。これら４色のインクは、チューブ１５を介して４つのサブタンク４に供給され、サブタンク４において一時的に貯留された後、インクジェットヘッド３に供給される。即ち、図１に示すように、チューブ１５ａ，１５ｂ、及び、インクジェットヘッド３に接続されたサブタンク４によって、１つのインクジェットヘッド３とインクカートリッジ６とを接続する１つのインク供給流路４２が構成されている。

また、インク供給流路４２は、ホルダ７とサブタンク４との間に、フィルタ５１が収容されたフィルタケース５０を有する。このフィルタケース５０は、インクカートリッジ６とチューブ１５ａによって接続される一方、サブタンク４ともチューブ１５ｂによって接続されている。フィルタケース５０の詳細については後述する。

図１に示すように、パージ機構８は、走査方向に関するキャリッジ２の移動範囲のうちの、記録用紙Ｐと対向する領域よりも外側（図１における右側）の位置に配置されている。パージ機構８は、キャップ４３と、キャップを上下方向に移動させるキャップ駆動モータ４５（図８参照）と、キャップ４３に接続された吸引ポンプ４４を有する。キャリッジ２がキャップ４３と対向しているときに、キャップ駆動モータ４５によってキャップ４３を上方に移動させると、インクジェットヘッド３の下面の複数のノズル２２がキャップ４３に覆われる。

複数のノズル２２がキャップ４３に覆われた状態で、吸引ポンプ４４によってキャップ４３内を減圧すると、複数のノズル２２からインクが吸引される。このパージ機構８による、上記のノズル２２からのインクの吸引動作を、以下の説明では「吸引パージ」と称する。この吸引パージによって、インクジェットヘッド３内、及び、それよりも上流側のインク供給流路４２内の塵や気泡が、ノズル２２からインクとともに排出される。

次に、フィルタケース５０の構成について詳細に説明する。図５はフィルタケース５０の斜視図、図６、図７はフィルタケース５０の断面図である。但し、図６は、フィルタケース５０が、後述の第１姿勢にあるときの図、図７は、フィルタケース５０が、後述の第２姿勢にあるときの図である。また、図６、図７において、（ａ）は図５のＡ−Ａ鉛直面断面図、（ｂ）は図５のＢ−Ｂ鉛直断面図である。

図５〜図７に示すように、フィルタケース５０は一方向に長い形状を有する。フィルタケース５０の長手方向一端部には、インクカートリッジ６側のチューブ１５ａと接続されるインク流入口５２が形成されている。フィルタケース５０の長手方向他端部には、インクジェットヘッド３側のチューブ１５ｂと接続されるインク流出口５３が形成されている。図６、図７に示すように、フィルタケース５０の内部には、フィルタケース５０の長手方向と平行な姿勢でフィルタ５１が収容されている。また、フィルタケース５０内のインク流路は、フィルタ５１が収容された位置とその前後において膨らんで、流路断面積が大きくなった流路形状を有する。

前記のフィルタケース５０内のインク流路は、フィルタ５１よりもインクの流れ方向における上流側に位置する上流側流路５４と、フィルタ５１よりもインクの流れ方向における下流側に位置する下流側流路５５とを有する。上流側流路５４と下流側流路５５は、共に、フィルタ５１の面方向に平行な流路である。より詳細には、フィルタケース５０の長手方向においてフィルタ５１を挟むように、インク流入口５２とインク流出口５３が配置されている。その上で、上流側流路５４は、インク流入口５２からフィルタ５１の面方向に沿ってフィルタ５１まで延びている。また、下流側流路５５は、フィルタ５１から、このフィルタ５１の面方向に沿ってインク流出口５３まで延びている。尚、フィルタケース５０の内壁面のうち、上流側流路５４の端面となるフィルタケース５０の壁面部分５０ａと、下流側流路５５の端面となる壁面部分５０ｂは、それぞれ、上流側流路５４及び下流側流路５５におけるインクの流れ方向（図中左方）に対して傾斜した、傾斜面になっている。これにより、上流側流路５４の端部５４ａと下流側流路５５の端部５５ａにおいて、それぞれ気泡が滞留しにくくなる。

さらに、フィルタケース５０内には、フィルタ５１の一部を遮蔽可能な板状の遮蔽部材５６が収容されている。遮蔽部材５６の比重はインクとは比重が異なっている。より具体的には、本実施形態では、遮蔽部材５６の比重はインクの比重よりも大きくなっている。尚、インクジェットヘッド３やチューブ１５などの、インク流路を形成する部材として一般的に使用されるステンレス鋼等の金属材料やポリイミド等の樹脂材料は、その比重が、水の比重（＝１）と比べて十分に大きい。従って、比重が非常に大きな特殊な液体をインクとして使用しない限り、遮蔽部材５６の形成材料は、上に例示したような、一般的に使用される金属材料や樹脂材料から選択することができる。また、遮蔽部材５６は、上流側流路５４の内部に収容され、且つ、フィルタケース５０の内壁面に回動自在に取り付けられている。

ところで、図５に示すように、フィルタケース５０は、その両端部に２本の可撓性のチューブ１５ａ，１５ｂがそれぞれ接続された構造である。そのため、２本のチューブ１５ａ，１５ｂの間のフィルタケース５０を、フィルタ５１に平行な軸周りに回転させて、フィルタケース５０の姿勢を、フィルタ５１の向きが上下逆となる２つの姿勢の間で切り換えることが可能である。

フィルタケース５０の姿勢変更について詳細に説明する。フィルタケース５０は、フィルタ５１の面方向が水平面とほぼ平行で、且つ、２本のチューブ１５がそれぞれほぼ水平方向に延びるように、プリンタ１の筐体１ａ（図１参照）内に設置される。フィルタケース５０には、姿勢切換モータ５７の出力軸５８が連結されている。姿勢切換モータ５７は、フィルタケース５０を、その長手方向（図６（ａ），図７（ａ）の左右方向）に平行な軸を中心に回転させる。これにより、フィルタケース５０の姿勢を、フィルタ５１の一方の面５１ａが上を向いた図６の第１姿勢と、フィルタ５１の前記一方の面５１ａが下を向いた図７の第２姿勢との間で切り換える。尚、図５では、姿勢切換モータ５７の出力軸５８が、フィルタケース５０に直結された構成が開示されているが、姿勢切換モータ５７が、複数のギヤを適宜組み合わせた減速機構を介してフィルタケース５０に連結されてもよい。

図６に示すように、フィルタケース５０が第１姿勢にあるときには、上流側流路５４が下流側流路５５よりも下に位置する。そのため、図６（ｂ）に示すように、上流側流路５４内に収容されている遮蔽部材５６は、重力の作用でフィルタ５１から離れ、フィルタケース５０の内壁面に沿った鉛直姿勢となる。このように、フィルタケース５０が第１姿勢にあるときには、フィルタ５１は遮蔽部材５６によって遮蔽されない。

図６の第１姿勢から、フィルタケース５０が１８０度回転して図７の第２姿勢に切り換えられると、上流側流路５４が下流側流路５５よりも上に位置する。このとき、図７（ｂ）に示すように、上流側流路５４内の遮蔽部材５６は、重力の作用によってフィルタ５１に向けて回動し、遮蔽部材５６はフィルタ５１を上から覆う。但し、図７（ａ）からわかるように、遮蔽部材５６のフィルタ５１を覆う面の面積、即ち、遮蔽面積は、フィルタ５１の全面積よりも小さい。つまり、遮蔽部材５６は、フィルタ５１の全部を遮蔽するのではなく、フィルタ５１の一部領域のみを遮蔽する。これにより、フィルタケース５０が第１姿勢にあるときと比べて、フィルタ５１の開口面積が減少する。

また、図６（ａ）、図７（ａ）に示すように、遮蔽部材５６は、上流側流路５４の端面をなすフィルタケース５０の壁面部分５０ａから、インク流入口５２側に離れて配置されている。この構成により、遮蔽部材５６は、フィルタ５１のうちの、上流側流路５４の端部５４ａに面する部分を除いて遮蔽することになる。尚、図７に示すように、本実施形態では、遮蔽部材５６は、上流側流路５４の幅方向（図７（ｂ）の左右方向）に関しては、フィルタ５１のほぼ全域を覆うようになっている。

尚、本実施形態では、第１姿勢にあるときには、図６（ｂ）のように、遮蔽部材５６がフィルタケース５０の内壁面に沿った鉛直姿勢である。そのため、図６（ｂ）から、図７（ｂ）の第２姿勢に切り換える際に、フィルタケース５０を図の時計回りの方向に１８０度回転させると、遮蔽部材５６がフィルタケース５０の内壁面に接したままで回転し、フィルタ５１が遮蔽部材５６で遮蔽されなくなる虞がある。そこで、本実施形態において、フィルタケース５０を第１姿勢から第２姿勢に切り換えるときには、遮蔽部材５６がフィルタ５１に向けて確実に回動するように、図６（ｂ）から、図の反時計回りの方向にフィルタケース５０を回転させることが好ましい。

次に、プリンタ１の電気的な構成について説明する。図８は、プリンタ１の電気的構成を概略的に示すブロック図である。図８に示されるプリンタ１の制御装置９は、中央処理装置であるＣＰＵ（Central Processing Unit）と、プリンタ１の全体動作を制御するための各種プログラムやデータ等が格納されたＲＯＭ（Read Only Memory）と、ＣＰＵで処理されるデータ等を一時的に記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）等を含むマイクロコンピュータ、プリンタ１の各構成を制御するための各種の演算回路、及び、各種のデータを記憶したフラッシュメモリなどの記憶媒体等を備える。

上記の制御装置９には、外部装置であるＰＣ７０、及び、ディスプレイや操作ボタン等を備えた操作パネル７１が接続されている。制御装置９は、ＰＣ７０から入力された、画像等に関するデータに基づき、インクジェットヘッド３のドライバＩＣ３４、キャリッジ駆動モータ１９、及び、搬送機構５の搬送モータ４０をそれぞれ制御し、記録用紙Ｐに画像等を記録させる。また、制御装置９は、パージ機構８のキャップ駆動モータ４５や吸引ポンプ４４を制御してインクジェットヘッド３の吸引パージを行わせる。さらに、制御装置９は、姿勢切換モータ５７を制御し、フィルタケース５０の姿勢を変更させる。

フィルタケース５０の姿勢切換についてさらに詳しく説明する。上述したように、フィルタケース５０が図６の第１姿勢にあるときには、遮蔽部材５６がフィルタ５１から離れているために、フィルタケース５０内の流路抵抗は小さい。また、インクジェットヘッド３のノズル２２からインクの液滴を噴射させるときには、インクジェットヘッド３へのインク供給不足を防止するため、インク供給流路４２の流路抵抗を極力低く抑えたい。そこで、後で述べるように吸引パージが実行される場合を除き、フィルタケース５０の姿勢は第１姿勢にされる。

ところで、プリンタ１の使用中においては、インク供給流路４２内のインクに混入している気泡が塵などとともにフィルタ５１で捕捉され、気泡はフィルタケース５０の上流側流路５４に滞留する。プリンタ１の使用が継続するにつれて、上流側流路５４に滞留する気泡が大きく成長すると、インクジェットヘッド３へのインク供給の妨げとなる。そこで、パージ機構８によるインクジェットヘッド３の吸引パージを行う際に、上流側流路５４に滞留する気泡を、フィルタ５１を通過させて下流側へ送り、インクジェットヘッド３の複数のノズル２２から排出してしまうことが好ましい。

パージ機構８によってインクジェットヘッド３の吸引パージを実行すると、複数のノズル２２からインクが排出されるのに伴って、インク供給流路４２内に、インクカートリッジ６からインクジェットヘッド３へ向かうインクの流れが発生する。ここで、フィルタケース５０内の上流側流路５４に滞留する気泡を排出するには、フィルタケース５０内のインクの流速を高めることが効果的である。

そこで、パージ機構８によりインクジェットヘッド３の吸引パージを実行する際には、姿勢切換モータ５７は、フィルタケース５０の姿勢を、図６の第１姿勢から図７に示す第２姿勢に切り換える。フィルタケース５０が第２姿勢に切り換えられると、遮蔽部材５６がフィルタ５１の一部分を遮蔽するため、フィルタケース５０が第１姿勢にあるときと比べてフィルタ５１の開口面積が減少する。これにより、フィルタケース５０内のインクの流速が上がり、上流側流路５４に滞留する気泡が、フィルタ５１を通過して下流側に流れやすくなる。パージ機構８による吸引パージが終了すると、姿勢切換モータ５７は、フィルタケース５０の姿勢を、第２姿勢から、通常使用時の姿勢である第１姿勢に戻す。

以上説明した本実施形態のインクジェットプリンタ１においては、フィルタケース５０の姿勢を上下逆にするという簡単な動作によって、フィルタの遮蔽／非遮蔽の状態を確実に切り換えることができる。

また、本実施形態では、図６に示すように、フィルタケース５０が第１姿勢にあって遮蔽部材５６がフィルタ５１から離れている状態では、上流側流路５４が下流側流路５５よりも下方に位置している。そのため、記録用紙Ｐへの記録を行う場合には、フィルタケース５０内のインクの流れが、フィルタ５１を下から上へ通過する。そのため、インクに含まれている塵がフィルタ５１に付着しにくく、フィルタ５１に目詰まりが生じにくい。

フィルタケース５０の回転によって、インク中で遮蔽部材５６が回動するためには、遮蔽部材５６の比重がインクと異なっている必要がある。この点、遮蔽部材の比重をインクよりも小さくして浮力を利用して回動させることも可能であるが、多くの固体材料は、水などの液体よりも比重が大きい。そのため、本実施形態のように、遮蔽部材５６を、インクよりも比重が大きいものとすることは、遮蔽部材５６の材料選択における設計の自由度が大きくなるという点において好ましい。

その上で、本実施形態では、遮蔽部材５６は上流側流路５４に配置されている。上述したように、フィルタケース５０が第１姿勢にあるときには、上流側流路５４が下流側流路５５よりも、フィルタ５１を挟んで下方に位置していることから、上流側流路５４に配置されている比重の大きい遮蔽部材５６は、重力の作用でフィルタ５１から離れるように回動する。一方、フィルタケース５０が第２姿勢にあるときには、逆に、上流側流路５４が下流側流路５５よりも上に位置するため、上流側流路５４に配置されている比重の大きい遮蔽部材５６はフィルタ５１を覆うこととなる。

また、フィルタケース５０内の上流側流路５４に遮蔽部材５６が配置されていると、吸引パージ時にフィルタケース５０内に発生するインクの流れが、遮蔽部材５６をフィルタ５１に密着させるように作用する。そのため、遮蔽部材５６によりフィルタ５１の開口面積が確実に狭められる。

本実施形態は、フィルタケース５０内の上流側流路５４が、フィルタ５１の面に沿ってフィルタ５１まで延びている。即ち、上流側流路５４を流れるインクは、その端部５４ａにおいて向きを変えてフィルタ５１を通過する。この構成では、上流側流路５４の端部５４ａによどみが生じて気泡が滞留しやすい。しかし、遮蔽部材５６は、フィルタ５１の、上流側流路５４の端部５４ａに面する一部分を除いてフィルタ５１を遮蔽する。これにより、吸引パージ時には、フィルタ５１の、上流側流路５４の端部５４ａに面する部分のみが開放されることとなり、端部５４ａのよどみが解消されて気泡の滞留が防止される。

以上説明した実施形態において、インクジェットプリンタ１が、特許請求の範囲の「液滴噴射装置」に相当する。インクジェットヘッド３が、特許請求の範囲の「液滴噴射ヘッド」に相当する。インクカートリッジ６が、特許請求の範囲の「液体貯留部」に相当する。インク供給流路４２が、特許請求の範囲の「液体供給流路」に相当する。フィルタケース５０が、特許請求の範囲の「フィルタ収容部」に相当する。姿勢切換モータ５７が、特許請求の範囲の「姿勢切換手段」に相当する。パージ機構８が、特許請求の範囲の「パージ手段」に相当する。尚、パージ機構８は、ノズル２２よりも上流側の流路においてインクを加圧してノズル２２から強制的に排出させる、いわゆる、「加圧パージ」を行う構成であってもよい。

次に、前記実施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、前記実施形態と同様の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］遮蔽部材５６については、次に例示するような様々な変更が可能である。
１）図９（ａ）の変更形態では、フィルタケース５０が第１姿勢にあるときには、遮蔽部材５６が上流側流路５４の幅方向（図中左右方向）の中央部において鉛直姿勢で配置されている。この場合、図９（ｂ）のように、フィルタケース５０が第２姿勢に切り換えられて遮蔽部材５６が回動すると、フィルタ５１の、前記幅方向における一方側（図の左側）部分のみを遮蔽部材５６が遮蔽する。

２）図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、フィルタ５１に直交する方向に遮蔽部材５６が移動する構成であってもよい。但し、この形態においては、遮蔽部材５６がフィルタケース５０に連結されていないため、フィルタケース５０内のインクの流れによって、フィルタ５１の面方向に遮蔽部材５６が移動してしまう虞がある。そこで、フィルタケース５０内における遮蔽部材５６の移動を規制する部材が設けられることが好ましい。図１０では、フィルタケース５０の上流側流路５４内に、フィルタ５１と直交する方向に延び、且つ、遮蔽部材５６を貫通する２本の位置決めピン５９が設置されている。これら２本の位置決めピン５９によって、遮蔽部材５６の、フィルタ５１の面方向に関する移動が規制されている。

３）図１１に示すように、フィルタケース５０が第１姿勢にあるときに上流側流路５４が下流側流路５５よりも下方に位置する構成において、遮蔽部材５６が下流側流路５５に配置されてもよい。但し、この場合は、第１姿勢にあるときに遮蔽部材５６がフィルタ５１から離れ、第２姿勢にあるときに遮蔽部材５６がフィルタ５１を覆うように、遮蔽部材５６としては、その比重がインクよりも小さいものを採用する。例えば、遮蔽部材５６を、インクよりも比重が小さい材料で形成する。あるいは、遮蔽部材５６が、インクよりも比重が大きい材料からなる部材に、内部に空気が充填されたフロートが連結されることによって、全体としてインクよりも比重が小さくなっていてもよい。

また、図１２、図１３に示すように、フィルタケース５０が第１姿勢にあるときに、上流側流路５４が下流側流路５５よりも上方に位置する構成であってもよい。この場合、遮蔽部材５６の比重がインクよりも大きい場合は、図１２のように、遮蔽部材５６は上流側流路５４に配置される。また、遮蔽部材５６の比重がインクよりも小さい場合は、図１３のように、遮蔽部材５６は下流側流路５５に配置される。

尚、図１１〜図１３の形態では、図１０の形態と同様に、遮蔽部材５６がフィルタ５１に直交する方向に移動する構成が採用されている。但し、図面の簡略化のため、図１０における位置決めピン５９の図示は、図１１〜図１３では省略されている。

２］前記実施形態では、上流側流路５４と下流側流路５５がフィルタ５１と平行に延びる構成であったが、このような構成には限られない。例えば、図１４に示すように、フィルタケース５０内の上流側流路５４及び下流側流路５５が、それぞれ、フィルタ５１と直交する方向に延びる流路であってもよい。尚、図１４では、上流側流路５４内に、遮蔽部材５６が回動自在に設けられている。フィルタケース５０が第１姿勢にあるときに遮蔽部材５６がフィルタ５１から離れ、第２姿勢にあるときに遮蔽部材５６がフィルタ５１を覆うことについては、前記実施形態と同様である。

３］遮蔽部材５６が、フィルタ５１の遮蔽面積を変更可能なものであってもよい。例えば、遮蔽部材５６が、フィルタ５１を選択的に遮蔽する複数の遮蔽部を有するものであって、複数の遮蔽部の間でフィルタ５１の遮蔽面積が互いに異なっていてもよい。

具体例を以下に挙げる。図１５に示すように、フィルタケース５０内の上流側流路５４内に遮蔽部材５６が回動自在に収容されている。この遮蔽部材５６は、互いに直交する２つの板状の遮蔽部５６ａ，５６ｂを有する、Ｌ字形の部材である。また、板状の２つの遮蔽部５６ａ，５６ｂは、平面的なサイズが互いに異なっている。即ち、２つの遮蔽部５６ａ，５６ｂの間で、フィルタ５１の遮蔽面積が異なっている。尚、遮蔽部材５６の比重はインクよりも大きい。また、２つの遮蔽部５６ａ，５６ｂの間で重量がほぼ等しくなるように、面積の大きい遮蔽部５６ａは、面積が小さい遮蔽部５６ｂよりも厚みが大きくなっている。

図１５（ａ）に示すように、フィルタケース５０が第１姿勢をとるときには、フィルタ５１よりも下側に遮蔽部材５６が位置するが、このとき、２つの遮蔽部５６ａ，５６ｂにそれぞれ作用する重力が互いに釣り合っている。従って、２つの遮蔽部５６ａ，５６ｂは共にフィルタ５１から離れた状態となる。

フィルタケース５０を、図１５（ａ）の第１姿勢から１８０度回転させて第２姿勢にする際に、矢印Ａで示す反時計回りの方向にフィルタケース５０を回転させた場合には、図１５（ｂ）のＡ図のように、遮蔽面積の大きい遮蔽部５６ａがフィルタ５１を覆う。一方、図１５（ａ）の矢印Ｂで示す時計回りの方向にフィルタケース５０を回転させた場合には、図１５（ｂ）のＢ図のように、遮蔽面積の小さい遮蔽部５６ｂがフィルタ５１を覆う。このように、フィルタケース５０を、矢印Ａ，Ｂの何れの方向に回転させるかによって、フィルタ５１の遮蔽面積を変更することができる。

尚、上述したフィルタ５１の遮蔽面積の変更は、例えば、次のような状況で好適に行うことができる。外気温度の変化等によってインクの温度が変化すると、インクの粘度も変化する。そして、インク温度が低く、粘度が大きい状態でパージを行った場合は、インク温度が高く、粘度が小さい状態でパージを行った場合と比べて、インクが流れにくい。そこで、インク温度が所定温度以上の高い温度である場合には、図１５（ａ）のように遮蔽面積の大きい遮蔽部５６ａによってフィルタ５１を遮蔽し、フィルタ５１の開口面積を小さめに設定する。一方で、インク温度が前記所定温度よりも低い場合には、図１５（ｂ）のように遮蔽面積の小さい遮蔽部５６ｂによってフィルタ５１を遮蔽して、フィルタ５１の開口面積を大きめに設定し、パージ時にインクが流れやすくする。

尚、上記のようにインク温度に応じて遮蔽部５６ａ，５６ｂの切換を行うには、プリンタ１が、インクカートリッジ６内やインク供給流路４２内のインクの温度を検出するための温度センサを有することが前提となる。そして、この温度センサの温度検出信号に基づいて、制御装置９が、フィルタケース５０をどの方向に回転させて第２姿勢に切り換えるかを判断する。

４］フィルタケース５０の姿勢を変更させるための構成は、図５の構成には限られない。例えば、図１６では、フィルタケース５０が、２本のチューブ１５ａ，１５ｂと、相対回転可能に連結された２つの接続部６６，６７を有するロータリージョイント６５によって接続されている。そのため、２本のチューブ１５ａ，１５ｂを捻ることなく、フィルタケース５０を回転させることが可能である。尚、図１６の構成において、前記実施形態の図５のように、フィルタケース５０自身をモータで回転させてもよいが、図１６では、ロータリージョイント６５として、フィルタケース５０との接続部６６の外周面にギヤ歯が形成されたものを使用している。これにより、モータの動力を適宜の構成を有する動力伝達機構によって接続部６６に伝達し、この接続部６６をチューブ１５との接続部６７に対して回転させることにより、フィルタケース５０の姿勢を変更することもできる。

５］本発明では、フィルタケース５０はその姿勢を変更できるように構成される必要があるが、そうであっても、フィルタケース５０の、インク供給流路４２における設置位置は特定の位置に限定されるものではない。即ち、フィルタケース５０は、前記実施形態のような、インクカートリッジ６とインクジェットヘッド３の間において、可撓性を有する２本のチューブ１５に接続されるものには限られない。

例えば、２つの部材を液体の漏洩を防止しつつ回転自在に連結する、いわゆる、ロータリージョイントを採用すれば、フィルタケース５０を、可撓性をほとんど有さない剛直な部材に、回転自在に取り付けることも可能である。この場合、図１、図２に示される、インクジェットヘッド３とサブタンク４との連結部、サブタンク４の内部、サブタンク４とチューブ１５との連結部、ホルダ７とチューブ１５との連結部、ホルダ７の内部など、インク供給流路４２の様々な位置にフィルタケース５０を設置することが可能である。

６］プリンタ１が、インクジェットヘッド３のパージとは別に、インク供給流路４２内の気泡を排出するための経路を有する構成であってもよい。例えば、図１７に示すように、インク供給流路４２の一部を構成するサブタンク４に、ダンパ室３５の上部から気泡を排出する排気口６０が設けられている。排気口６０は排気チューブ６１を介して吸引ポンプ４４（図１参照）と接続される。この構成では、インクジェットヘッド３のパージとは別のタイミングで、サブタンク４やフィルタケース５０を含むインク供給流路４２内に滞留する気泡を、インク供給流路４２の途中に位置する排気口６０から排出することが可能である。そして、上記のように排気口６０からの気泡排出を行う際に、フィルタケース５０内の気泡が下流側に流れやすくなるように、フィルタケース５０の姿勢を第１姿勢から第２姿勢に切り換えればよい。

以上説明した実施形態は、本発明を、記録用紙に画像を記録するインクジェットプリンタに適用したものであるが、これ以外の用途で使用される液滴噴射装置においても、液滴噴射ヘッドへの気泡の混入、及び、気泡混入による噴射異常の発生といった問題は生じ得る。従って、インクジェットプリンタ以外の様々な用途で使用される液滴噴射装置においても、本発明を適用することが可能である。

１ インクジェットプリンタ
３ インクジェットヘッド
６ インクカートリッジ
８ パージ機構
２２ ノズル
４２ インク供給流路
５０ フィルタケース
５１ フィルタ
５２ インク流入口
５３ インク流出口
５４ 上流側流路
５５ 下流側流路
５６ 遮蔽部材
５６ａ，５６ｂ 遮蔽部
５７ 姿勢切換モータ

Claims (7)

1. 液滴を噴射するノズルを有する液滴噴射ヘッドと、
   液体を貯留する液体貯留部と前記液滴噴射ヘッドとを接続する液体供給流路と、を備え、
   前記液体供給流路は、フィルタが収容されたフィルタ収容部を有し、
   前記フィルタ収容部の姿勢を、前記フィルタの一方の面が上を向く第１姿勢と、前記フィルタの前記一方の面が下を向く第２姿勢との間で切り換える姿勢切換手段を備え、
   前記フィルタ収容部内には、前記液体とは比重が異なる遮蔽部材が収容され、
   前記フィルタ収容部が前記第１姿勢をとるときには、前記遮蔽部材は前記フィルタから離れており、
   前記フィルタ収容部が前記第２姿勢をとるときには、前記遮蔽部材が前記フィルタの一部分を遮蔽し、前記フィルタ収容部が前記第１姿勢にあるときと比べて前記フィルタの開口面積が小さくなっていることを特徴とする液滴噴射装置。
2. 前記フィルタ収容部が前記第１姿勢にあるときに、前記フィルタ収容部内の、前記フィルタよりも前記液体の流れ方向上流側の流路が、下流側の流路よりも下方に位置することを特徴とする請求項１に記載の液滴噴射装置。
3. 前記遮蔽部材の比重が、前記液体よりも大きく、
   前記遮蔽部材は、前記フィルタ収容部内の前記上流側の流路に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の液滴噴射装置。
4. 前記フィルタ収容部内の、前記フィルタよりも前記液体の流れ方向上流側の流路が、前記フィルタの面に沿って、このフィルタまで延びており、
   前記遮蔽部材は、前記フィルタの、前記上流側の流路の端部に面する部分を除いて遮蔽することを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の液滴噴射装置。
5. 前記液滴噴射ヘッドの前記ノズルから液体を排出させるパージ手段を有し、
   前記パージ手段により前記液滴噴射ヘッドから液体を排出させるときには、前記姿勢切換手段は、前記フィルタ収容部の姿勢を前記第２姿勢にすることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の液滴噴射装置。
6. 前記遮蔽部材は、前記フィルタ収容部内の、前記フィルタよりも、前記液体の流れ方向上流側の流路に配置されていることを特徴とする請求項５に記載の液滴噴射装置。
7. 前記遮蔽部材は、前記フィルタを選択的に遮蔽する複数の遮蔽部を有し、
   前記複数の遮蔽部の間で、前記フィルタの遮蔽面積が互いに異なることを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の液滴噴射装置。

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