JP4941483B2 - ダンパー装置 - Google Patents

Description

本発明は、インクジェットプリンタ装置などの液体吐出装置において、液体の圧力変動を緩和すべく液体を貯留する貯留室を有するダンパー装置、及び該ダンパー装置の貯留室からエアを排気する方法に関する。

従来、液体吐出装置の一例であるインクジェット式のプリンタ装置では、ノズル孔を有する吐出ヘッドに、液体を小容量だけ貯留すると共にインクの圧力変動を緩和するダンパー装置を接続し、これらをケーシングに収容して成る液体供給ユニットを備えるものがある。この液体供給ユニットは、搬送される記録紙に対向配置され、記録紙の搬送方向に直交する方向へ往復移動しつつノズル孔から液体を吐出させることにより、記録紙に画像を形成する。また、このようなプリンタ装置では、液体供給ユニットとは独立した大容量のインクカートリッジを装置本体に備え、該インクカートリッジとダンパー装置とを可撓性のチューブで接続した構成（所謂、チューブ供給方式）を採用したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。このような構成により、インクの供給量を増大させつつも、液体供給ユニットの小型化が図られている。

この特許文献１では、各色（例えば、ブラック、シアン、マゼンダ、イエローの４色）に対応する４つのインク貯留室がダンパー装置に備えられ、各インク貯留室は、深さ寸法の小さい平坦形状を成し、平面視で互いに重複するように上下方向に重ねて設けられている。そして、各インク貯留室の上部及び下部のうち、何れか一方は樹脂製部材によって区画され、他方は可撓性フィルムによって区画されている。従って、インクに生じた圧力波をこの可撓性フィルムの変形によって緩衝し、インク吐出性能の安定化を図ることができるようになっている。

ところで、プリンタ装置の使用頻度が低い場合などには、インクカートリッジから吐出ヘッドへインクを導く流路中にエアが成長することが知られているが、このエアが吐出ヘッドへ侵入すると所望の吐出性能が得られない可能性がある。これに対し、液体供給ユニットが有する流路の途中に、エアをトラップするために所定容量を有するエア貯留空間を設けることで、吐出ヘッドへのエアの進入を防止することができる。しかし、より多くのエアをトラップすべく、この空間を大容量化すると、液体供給ユニットの小型化が困難になってしまう。そこで、特許文献１では、インク貯留室から吐出ヘッドへ至る途中に縦長のインク流出路を形成し、その上部開口を気液分離膜で覆うことにより、該気液分離膜を通じて外部へエアを排出する構成としている。

特開２００８−２４６８８９号公報

しかしながら、近年では、ダンパー装置でのエア排出能力の更なる向上が要望されているが、特許文献１のような構成において、エア排出能力の向上のために気液分離膜が設けられたインク流出路の上部開口を大きくすると、ダンパー装置の小型化が困難になってしまう。また、ダンパー装置での圧力緩衝能力の向上も要望されているところ、特許文献１のような構成において圧力緩衝能力の向上を図ろうとすると、フィルムの大面積化のためにインク貯留室の平面視寸法を大きくせざるを得ず、やはりダンパー装置の小型化が困難になってしまう。なお、このような事態は、インクジェット式プリンタ装置に限らず、同様の構成を備える液体吐出装置の全般においても同様である。

そこで本発明は、大型化を抑制しつつエア排出能力の向上を図ることのできるダンパー装置を提供することを目的とし、また、大型化を抑制しつつ圧力緩衝能力の向上を図ることのできるダンパー装置を提供することを目的とする。更に、このようなダンパー装置による排気方法を提供することを目的とする。

本発明に係るダンパー装置は、液体吐出用のノズル孔を有する吐出ヘッドへ液体を供給する流路の途中に設けられ、液体の圧力変動を緩和すべく液体を貯留する貯留室を備えており、該貯留室は、基体から下方へ突出して対向配置された一対の支持体の夫々の外縁に対して下方から接着することにより、前記貯留室の下部から側部にわたる範囲を画定する可撓性のダンパーフィルムを有し、該貯留室は、前記支持体の対向方向に交差する方向である側方に複数並設され、前記基体の上面は、気液分離膜により覆われており、一方の前記支持体の上端と前記気液分離膜との間には前記貯留室へインクを流入させる流入口が形成され、他方の前記支持体には前記吐出ヘッドへインクを供給する供給口が形成されている。

このような構成とすることにより、下部のダンパーフィルムによって圧力波を緩衝しつつ、上部の気液分離膜を通じてエアを排出することができる。従って、貯留室を、圧力緩衝室として機能させると同時に、気液分離室としても機能させることができるため、ダンパー装置の大型化を抑制しつつ、エア排出能力の向上を図ることができる。

本発明によれば、大型化を抑制しつつエア排出能力を向上し、圧力緩衝能力を向上することのできるダンパー装置を提供することができ、また、このようなダンパー装置による排気方法を提供することができる。

本発明の実施形態に係るダンパー装置を備える液体吐出装置としてのプリンタ装置１の要部を示す模式的平面図である。 図１に示す液体供給ユニットの構成を示す分解斜視図である。 基板を上方から見たときの斜視図ある。 基板に各フィルム及び気液分離膜を溶着した状態のダンパーユニットを下方から見たときの斜視図である。 ダンパーユニットの側面断面図であり、インク流路及び排気流路を示している。 ダンパー装置の構成を説明するための図面であり、基板を下方から見たときの斜視図である。 各ダンパー装置を横断するように切断したときのダンパーユニットの断面図である。 ダンパー形成部に下方からフィルムを溶着し、上方から支持フレームに気液分離膜を溶着した状態のダンパーユニットを上方から見たときの構成を示す斜視図である。 排気方法を説明するための液体供給ユニットの側面断面図であり、（ａ）は被記録体に画像を形成する記録工程と排気工程とを同時に行う場合、（ｂ）はノズル孔内の液体を廃棄するパージ工程と排気工程とを同時に行う場合を夫々示している。 正圧による排気方法を説明するための液体供給ユニットの側面断面図であり、（ａ）は被記録体に画像を形成する記録工程と排気工程とを同時に行う場合、（ｂ）はノズル孔内の液体を廃棄するパージ工程と排気工程とを同時に行う場合を夫々示している。 他のダンパー装置の構成を示す模式的な側面断面図であり、（ａ）は負圧室を有する構成、（ｂ）は負圧室を有しない構成を夫々示している。

以下、本発明の実施の形態に係るダンパー装置及びその排気方法について、吐出ヘッドを有するインクジェットプリンタ装置（以下、「プリンタ装置」と称する）に適用したときの構成を例にとって、図面を参照しつつ説明する。但し、本発明はプリンタ装置への適用に限定されるものではなく、インク以外の液体を吐出する液体吐出装置全般に対しても適用できることを付言しておく。また、以下の説明では吐出ヘッドからインクを吐出する方向を下方、その反対側を上方とし、吐出ヘッドの走査方向を左右方向と同義に用い、これらの上下方向及び左右方向の何れにも直交する方向を前後方向とする。

［プリンタ装置全体の概要］
図１は本発明の実施形態に係るダンパー装置を備える液体吐出装置としてのプリンタ装置１の要部を示す模式的平面図である。図１に示すように、プリンタ装置１は、左右方向へ延びる一対のガイドレール２，３が略平行に配設されており、このガイドレール２，３に液体供給ユニット４が走査方向にスライド可能に支持されている。ガイドレール３の左右の端部付近には一対のプーリ５，６が設けられ、液体供給ユニット４は、このプーリ５，６に巻き掛けられたタイミングベルト７に接続されている。一方のプーリ６には正逆回転駆動するモータ（図示せず）が設けられており、このプーリ６が正逆回転駆動することでタイミングベルト７が時計回り及び反時計回りに移動可能となっており、これに伴って液体供給ユニット４がガイドレール２，３に沿って左右方向へ往復走査される。

プリンタ装置１には、大容量を有する４つのインクカートリッジ８が、交換のために挿脱可能にして装着されている。そして、液体供給ユニット４には、これらのインクカートリッジ８から例えば４色のインク（ブラック、シアン、マゼンダ、イエロー）を夫々供給すべく、可撓性を有する４本のインク供給チューブ９が接続されている。液体供給ユニット４の下部には吐出ヘッド１５（図２も参照）が搭載されており、その下方で走査方向と直角する方向（紙送り方向）に搬送される被記録体（例えば、記録用紙）に向けて吐出ヘッド１５からインク（液体）を吐出し、この被記録体に画像を形成することができるようになっている。

図２は、液体供給ユニット４の構成を示す分解斜視図である。この図２に示すように、液体供給ユニット４は、吐出ヘッド１５を支持するキャリッジケース１６と、吐出ヘッド１５の上方にてキャリッジケース１６に収容されるダンパーユニット２０とから構成されている。キャリッジケース１６は、平面視で前後方向に長寸の略長方形を成して上部に開口１６ａを有するボックス形状となっており、この開口１６ａを介してダンパーユニット２０が収容される。

ダンパーユニット２０は、樹脂製の成型品であって前後方向に長寸を成す基板２１に、複数枚の矩形シート状のフィルム２２〜２４と気液分離膜２８（図５参照）が熱溶着された構成となっており、基板２１の後部には、上述したインク供給チューブ９と排気チューブ１０（図１も参照）とが接続されるようになっている。また、ダンパーユニット２０の前部には、インクの圧力変動を緩和するためのダンパー装置２５が設けられており、更にその前方にはインクを一時的に貯留するサブタンク２６が設けられている。そして、インク供給チューブ９を通じてダンパーユニット２０に供給されたインクは、ダンパー装置２５及びサブタンク２６を経て、吐出ヘッド１５へ供給されるようになっている。以下、このダンパーユニット２０の構成について更に詳述する。

［ダンパーユニットの構成（インク流路）］
図３は、基板２１を上方から見たときの斜視図であり、図４は、基板２１に各フィルム２２〜２４及び気液分離膜２８を溶着した状態のダンパーユニット２０を下方から見たときの斜視図である。このうち図３に示すように、ダンパーユニット２０が有する基板２１は、後部に位置する流路形成部２１ａと、その前方に位置するダンパー形成部２１ｂと、更にその前方に位置するタンク形成部２１ｃとから構成されており、流路形成部２１ａは、ダンパー形成部２１ｂ及びタンク形成部２１ｃよりも幅寸法（左右方向寸法）が小さくなっている。

流路形成部２１ａにおける後部の一側方寄りの部分には、上下方向へ貫通形成された４つの供給チューブ接続孔３０ａ〜３０ｄと１つの排気チューブ接続孔３０ｅとが前後方向へ一列になるように近接して配されている。このうち供給チューブ接続孔３０ａ〜３０ｄは、この順に前から後へ配され、排気チューブ接続孔３０ｅは、前から１つ目の供給チューブ接続孔３０ａと２つ目の供給チューブ接続孔３０ｂとの間に設けられている。また、流路形成部２１ａの前端部には、４つの供給バイパス孔３２ａ〜３２ｄと２つの排気バイパス孔３２ｅ，３２ｆとが上下方向へ貫通形成されており、このうち供給バイパス孔３２ａ〜３２ｄは左右方向へ一列に配され、排気バイパス孔３２ｅ，３２ｆは、上記供給バイパス孔３２ａ〜３２ｄのうち両端に位置する供給バイパス孔３２ａ，３２ｄの前方に配されている。

そして、供給チューブ接続孔３０ａ〜３０ｄには、インクカートリッジ８から延設されたインク供給チューブ９が接続され、排気チューブ接続孔３０ｅには、プリンタ装置１内に備えられたポンプＰから延設された排気チューブ１０が接続される（図１及び図２参照）。このように供給チューブ接続孔３０ａ〜３０ｄと排気チューブ接続孔３０ｅとが近接配置されているため、基板２１をコンパクト化することができる。また、これらに接続されるインク供給チューブ９及び排気チューブ１０を束ねることができ、走査時に液体供給ユニット４に作用する負荷のバラツキを抑制することができる。

流路形成部２１ａの底面側には上方へ窪んだ凹状の溝が５本形成されており、図４の下方からの斜視図に示すように、流路形成部２１ａの底面がフィルム２２で覆われることによって、供給チューブ接続孔３０ａ〜３０ｄから供給バイパス孔３２ａ〜３２ｄへ至る４本のインク導入路３１ａ〜３１ｄと、排気チューブ接続孔３０ｅから排気バイパス孔３２ｅ，３２ｆへ至る１本の排気導入路３１ｅとが構成されている。このうちインク導入路３１ａは、最も前方に位置する供給チューブ接続孔３０ａから真っ直ぐ前方へ向かって延設されており、一側端に位置する供給バイパス孔３２ａに連通している。上記供給チューブ接続孔３０ａの後方に位置する供給チューブ接続孔３０ｂからはインク導入路３１ｂが延設されており、該インク導入路３１ｂは、上述した供給チューブ接続孔３０ａ及びインク導入路３１ａを迂回すべく、他側方へ延びた後に途中で屈曲して前方へ向かい、供給バイパス孔３２ａに隣接する供給バイパス孔３２ｂに連通している。更に後方に位置する供給チューブ接続孔３０ｃ，３０ｄからも夫々インク導入路３１ｃ，３１ｄが延設されており、上述したのと同様に他側方へ延びた後に屈曲して前方へ向かい、供給バイパス孔３２ｃ，３２ｄに連通している。

他方、排気チューブ接続孔３０ｅからは排気導入路３１ｅが延設されている。この排気導入路３１ｅは、供給チューブ接続孔３０ａ及びインク導入路３１ａを異なる側から迂回すべく、排気チューブ接続孔３０ｅから一側方へ延びた後に途中で屈曲して前方へ向かい、更に供給バイパス孔３２ａより前方で屈曲して他側方へ延設されており、他側方へ向かう途中で１つ目の排気バイパス孔３２ｅに連通し、終端で２つ目の排気バイパス孔３２ｆに連通している。このように、各チューブ接続孔３０ａ〜３０ｅからバイパス孔３２ａ〜３２ｆへ至るインク導入路３１ａ〜３１ｄ及び排気導入路３１ｅは、お互いに経路が交差しないようにレイアウトされている。

図３に示すように、基板２１のダンパー形成部２１ｂの後部上面には、上記４つのバイパス孔３２ａ〜３２ｄに対して個別に連通する凹状の溝が形成されており、ダンパー形成部２１ｂ及びタンク形成部２１ｃの上面が可撓性部材であるフィルム２３（図４参照）で覆われることによって、前方へ延びるインク接続路３３ａ〜３３ｄが構成されている。そして、これらのインク接続路３３ａ〜３３ｄは、ダンパー形成部２１ｂの前部に形成されて左右方向に並設された４つのインク貯留室３５ａ〜３５ｄ（図４参照）の後部に夫々連通している。

また、隣接するインク接続路３３ａ，３３ｂの間には排気バイパス孔３２ｆに連通する凹状の溝が形成され、インク接続路３３ｃ，３３ｄの間には排気バイパス孔３２ｅに連通する凹状の溝が形成されており、これらもフィルム２３で覆われることによって、前方へ延びる排気接続路３４，３４を構成している。これらの排気接続路３４，３４は、４つのインク貯留室３５ａ〜３５ｄの上方に共通して形成された後述する負圧室２７（図５参照）に連通している。

図４に示すように、インク貯留室３５ａ〜３５ｄの夫々は、下方からフィルム２４で覆われ、更に上方から気液分離膜２８（図７参照）で覆われることによって画定され、ダンパー装置２５を形成するものである。また、インク貯留室３５ａ〜３５ｄの上方には負圧室２７（図５参照）が設けられ、該負圧室２７は、下面が気液分離膜２８で画定されると共に上面がフィルム２３で画定される。これらインク貯留室３５ａ〜３５ｄ及び負圧室２７については後に詳述するので、ここでは概略だけ説明しておくと、各インク貯留室３５ａ〜３５ｄは、下面及び左右の側面がフィルム２４によって画定され、上面が気液分離膜２８によって画定されている。そして、全体的には前後方向へ延びる略三角柱状となっており、ダンパー形成部２１ｂの一側方から他側方へと順に並設されている（図７参照）。また、負圧室２７は、高さ寸法の小さい平坦な直方体形状を成しており、インク貯留室３５ａ〜３５ｄの上方に、これらインク貯留室３５ａ〜３５ｄの全ての上方空間を連通するようにして設けられている（図７参照）。

図３に示すように、インク貯留室３５ａ〜３５ｄの前方には、タンク形成部２１ｃに形成された４つのタンク室３６ａ〜３６ｄから成るサブタンク２６が設けられている。タンク室３６ａ〜３６ｄは、タンク形成部２１ｃの一側方から他側方へ順に一列に配設されており、インク貯留室３５ａ〜３５ｄと共に上部がフィルム２３によって覆われている（図２参照）。そして、インク貯留室３５ａ〜３５ｄとこれに対応するタンク室３６ａ〜３６ｄとは、夫々の上部空間が互いに連通してインクが往来可能になっており、且つ、その空間の上部は、エアを一時的に蓄えるエア貯留部３８（図５参照）を成している。また、図４に示すように、サブタンク２６の下部には、タンク室３６ａ〜３６ｄに連通する４つの孔が形成されたシール部材３７が取り付けられており、ダンパーユニット２０がキャリッジケース１６（図２参照）に装着されると、各シール部材３７の下端が吐出ヘッド１５に接続される。

図５は、ダンパーユニット２０の側面断面図であり、インク流路及び排気流路を示している。図５にて実線矢印で示すように、上述したダンパーユニット２０は、供給チューブ接続孔３０ａ〜３０ｄからシール部材３７に至る液体供給流路を有している。この液体供給流路では、インク供給チューブ９からのインクが基板２１の上面側から供給され、このインクは供給チューブ接続孔３０ａ〜３０ｄから基板２１の下面側のインク導入路３１ａ〜３１ｄを経て供給バイパス孔３２ａ〜３２ｄへ導かれる。また、インクはこの供給バイパス孔３２ａ〜３２ｄを経て基板２１の上面側のインク接続路３３ａ〜３３ｄを通り、ダンパー装置２５の各インク貯留室３５ａ〜３５ｄへと注ぎ込まれる。更に、各インク貯留室３５ａ〜３５ｄ内のインクは、上部で連通する各タンク室３６ａ〜３６ｄへと導かれ、その下部へ向かい、シール部材３７を介して接続される吐出ヘッド１５（図２参照）へと供給される。

そしてこの間、インクの圧力変動はダンパー装置２５のインク貯留室３５ａ〜３５ｄにより緩和され、インク中のエアは負圧室２７を通じて排気されるようになっている。即ち、液体供給ユニット４が走査されるなどしてインクの圧力が変動した場合、その圧力変動はダンパー装置２５によって緩和され、特に、各インク貯留室３５ａ〜３５ｄが下面及び両側面をフィルム２４によって画定されているため、高い圧力緩衝機能を発揮する。また、インク内で成長したエアは上記液体供給流路の途中にてインク貯留室３５ａ〜３５ｄ及びタンク室３６ａ〜３６ｄの上部に形成されたエア貯留部３８に蓄えられ、図５の破線矢印に示すように、ここから気液分離膜２８を通じて負圧室２７へ吸引され、更に排気接続路３４及び排気導入路３１ｅを経て排気チューブ接続孔３０ｅから外部へと排出されるようになっている。

そこで次に、ダンパー装置２５が有するインク貯留室３５ａ〜３５ｄ及び負圧室２７の構成について更に詳述する。

［インク貯留室及び負圧室］
図６は、ダンパー装置２５の構成を説明するための図面であり、基板２１を下方から見たときの斜視図である。なお、この図６では、基板２１におけるダンパー形成部２１ｂ以外の構成は詳細を省略して輪郭のみを示している。また、図７は、各ダンパー装置２５を横断するように切断したときのダンパーユニット２０の断面図である。

図６に示すように、ダンパー形成部２１ｂの下面には、略三角形状を成す４つの弾性壁４０が突設されている。各弾性壁４０は、法線方向が前後方向と一致するようにして左右方向へ一列に配設されており、各弾性壁４０の前方には、同一距離だけ離隔して４つの支持縁部５０が対向して設けられている。換言すると、ダンパー形成部２１ｂの下面には、対を成す弾性壁４０及び支持縁部５０が前後に対向配置され、このような弾性壁４０及び支持縁部５０から成る対が側方に４つ並設されている。

各弾性壁４０は何れも同一形状を成しており、基板２１に繋がる基部４１が底辺を形成し、基板２１から最も離れた先端部（下端部）が頂部４２を形成する二等辺三角形状を成して左右対称の形状になっている。また、この頂部４２は、背面視して下方へ突出する円弧状を成すように丸められており、隣接する弾性壁４０の基部４１，４１間には、上方へ窪む円弧状を成す凹状接続部４３が形成されている。一方、支持縁部５０は、上述した弾性壁４０の周縁部４０ａと略同一輪郭形状を成しており、頂部４２及び凹状接続部４３と同様の頂部５１及び凹状接続部５２を有している。

一方、隣接する弾性壁４０間の凹状接続部４３と、これに対応する支持縁部５０間の凹状接続部５２との間には、前後方向へ延びる架橋リブ５５が設けられており、左右の端に位置する弾性壁４０の基部４１の外側端部と、これに対応する支持縁部５０の端部との間にも、同様の架橋リブ５５（図６参照）が設けられている。従って、本実施の形態では、４つの弾性壁４０と支持縁部５０とが、合計５本の架橋リブ５５によって連結されている。そして、弾性壁４０、支持縁部５０、及び架橋リブ５５に対し、矩形シート状を成す可撓性のフィルム２４が所定の手順で熱溶着される。

図４に示すように、このようにして形成されたダンパー装置２５の各インク貯留室３５ａ〜３５ｄは、対を成す弾性壁４０及び支持縁部５０の配列方向である前後方向に延びる略三角柱状を成している。そして図７に示すように、その軸芯方向（即ち、対を成す弾性壁４０及び支持縁部５０の配列方向）に直交する断面形状は、該軸芯の何れの箇所においても、弾性壁４０と同様の逆三角形状を成している。また、各インク貯留室３５ａ〜３５ｄは、フィルム２４によって画定された周面が曲面形状を成す空間として形成されている。

具体的には、図４に示すように、弾性壁４０及び支持縁部５０の各頂部４２，５１を結ぶ部分にはフィルム２４によって曲面形状に周面が画定された断面円弧状の稜部２４ａが形成され、各凹状接続部４３，５２を結ぶ部分にはフィルム２４によって曲面形状に周面が画定された断面円弧状の谷部２４ｂが形成される。このうち谷部２４ｂは架橋リブ５５に溶着されて固定され、隣接するインク貯留室３５ａ〜３５ｄ間での混色が防止され、稜部２４ａは基板２１等に溶着されずに可撓性を発揮できるようになっている。

従って、このようなダンパー装置２５にて、インク貯留室３５ａ〜３５ｄ内の圧力に変動が起きて負圧が発生すると、フィルム２４における稜部２４ａ及び谷部２４ｂ間の側壁面２４ｃ（図４参照）と稜部２４ａとが変形して内側に撓み、インク貯留室３５ａ〜３５ｄは三次元的にその容積が変化する。そして、フィルム２４のこうした変形は、該フィルム２４が可撓性部材から成るため圧力変動に対する応答性がよく、また、可動領域が稜部２４ａ及び側壁面２４ｃと広く確保されているため、高いダンパー性能を発揮することができる。更に、フィルム２４の変形に伴い、弾性壁４０も基部４１に対して頂部４２が内側に撓み、負圧が解消されると、弾性壁４０が有する弾性力によってフィルム２４を速やかに元の状態に復元させることができる。

次に、負圧室２７について説明すると、図３に示すように、基板２１のダンパー形成部２１ｂの上部には、気液分離膜２８が溶着される支持フレーム６０が形成されており、該支持フレーム６０の外周縁部から突出するようにして、フィルム２３が溶着される矩形枠状の接続縁部６１が形成されている。

このうち支持フレーム６０は、インク貯留室３５ａ〜３５ｄの全てを平面視で内包するように取り囲む矩形枠状の外枠６０ａと、該外枠６０ａ内を前後方向に架橋されて各インク貯留室３５ａ〜３５ｄの間を平面視で仕切るように設けられた３本の仕切枠６０ｂとから構成されている。そのため、支持フレーム６０は、インク貯留室３５ａ〜３５ｄの上方にてこれらと連通するように開口した４つのエア透過口６０ｃを有している。該エア透過口６０ｃは、前後方向寸法が左右方向寸法に比べて大きい平面視長方形状を成し、各インク貯留室３５ａ〜３５ｄを平面視したときの外周輪郭内に位置し、且つ、可及的に開口面積を大きく確保されている。このような支持フレーム６０は、外枠６０ａ及び仕切枠６０ｂの上面が略同一平面内に位置するように平坦に形成されており、この上面に全てのエア透過口６０ｃを塞ぐようにして１枚の気液分離膜２８が熱溶着される。

図８は、ダンパー形成部２１ｂに下方からフィルム２４を溶着し、上方から支持フレーム６０に気液分離膜２８を溶着した状態のダンパーユニット２０を上方から見たときの構成を示す斜視図である。上記のように気液分離膜２８を熱溶着した結果、溶着された気液分離膜２８によって、インク貯留室３５ａ〜３５ｄの上面が画定されると共に、負圧室２７の下面が画定されている。そして、インク貯留室３５ａ〜３５ｄから負圧室２７へは、エア透過口６０ｃを塞ぐ気液分離膜２８を通じてエアの通流が可能であると同時に、インクは通流できないようになっている。なお、外枠６０ａの左右両側部分の下部と各仕切枠６０ｂの下部とには、既に説明した架橋リブ５５が設けられている。

一方、接続縁部６１は、上記外枠６０ａの外周縁部から所定の高さだけ突設されて矩形枠状を成しており、その上端にフィルム２３が熱溶着される。そして、溶着されたフィルム２３によって負圧室２７の上面が画定されている。

なお、図８に示すように、この接続縁部６１は、上述したダンパー形成部２１ｂ以外に、基板２１の上面におけるインク接続路３３ａ〜３３ｄ及び排気接続路３４の周縁上面、及びタンク室３６ａ〜３６ｄを区画する壁部上面に沿っても形成されており、このような接続縁部６１は全長にわたって略同一平面内に位置するように形成されている。従って、フィルム２３を基板２１の上面に溶着することにより、負圧室２７に加えて、インク接続路３３ａ〜３３ｄ、排気接続路３４、及びタンク室３６ａ〜３６ｄの全てが同時に形成されるようになっている。また同様に、基板２１の下面にも、インク導入路３１ａ〜３１ｄ及び排気導入路３１ｅの周縁上面に沿ってフィルム２２との接続縁部（図示せず）が形成され、この接続縁部６１も全長にわたって略同一平面内に位置するように形成されているため、フィルム２２を基板２１の下面に溶着することにより、インク導入路３１ａ〜３１ｄ及び排気導入路３１ｅが同時に形成されるようになっている。

このようにして形成された負圧室２７は、図５及び図７に示すように、各インク貯留室３５ａ〜３５ｄの上部のエア貯留部３８に対して気液分離膜２８を介して上方に位置し、また、排気接続路３４、排気導入路３１ｅ、排気チューブ接続孔３０ｅ、及び排気チューブ１０を通じて、プリンタ装置１の本体内に設けられたポンプＰ１（図１参照）に接続されている。従って、ポンプＰ１の駆動により排気チューブ１０を通じてエアが吸引されると、各エア貯留部３８内のエアのみが気液分離膜２８を介して負圧室２７へ吸引され、更に、排気接続路３４、排気導入路３１ｅ、排気チューブ接続孔３０ｅ、及び排気チューブ１０を通じてポンプＰ１へと吸引されて、外部へ排出される。

以上に説明したように、本実施の形態に係るダンパー装置２５の各インク貯留室３５ａ〜３５ｄは、その下部がフィルム２４により画定されると共に上部が気液分離膜２８により画定されているため、圧力緩衝機能を発揮しつつ、気液分離膜２８を通じてインク内のエアを排出することも可能であり、ダンパー装置２５の小型化に貢献している。また、インク貯留室３５ａ〜３５ｄは上下方向ではなく左右方向に並設されているため、各インク貯留室３５ａ〜３５ｄの深さ寸法を比較的大きく確保でき、且つインクの通流方向である前後方向寸法も大きく確保できている。そのため、インク貯留室３５ａ〜３５ｄ内のインクに混入しているエアが浮力によって上昇する時間を長く確保できるため、エア貯留部３８にてトラップしやすく、気液分離能力の向上が図られている。

更に、本実施の形態では、全てのエア透過口６０ｃを塞ぐようにして１枚の気液分離膜２８が溶着されているため、各エア透過口６０ｃを個別の気液分離膜で塞ぐように溶着する場合に比べて製造工程が少なくて済み、また、溶着代（即ち、仕切枠６０ｂの幅寸法）を小さくすることができることからダンパー装置２５の小型化が可能になっている。

なお、本実施の形態ではエア透過口６０ｃを可及的に大きくした構成を開示しているが、より小さい開口形状としてもよい。例えば、実質的に十分な気液分離機能を発揮できるのであれば、図３に示したエア透過口６０ｃの前側半分又は後側半分程度の大きさとしてもよく、この場合は気液分離膜２８を小寸法化することができる。また、負圧室２７からエア貯留部３８へのエアの浸入を防止するために、気液分離膜２８の上面（負圧室２７側の面）に所定の液体を塗布しておいてもよい。

［負圧による排気方法］
次に、本実施の形態に係るプリンタ装置１におけるダンパー装置２５での排気方法について説明する。図９は、排気方法を説明するための液体供給ユニット４の側面断面図であり、キャリッジケース１６は図示を省略している。また、図９（ａ）は被記録体に画像を形成する記録工程と排気工程とを同時に行う場合、図９（ｂ）はノズル孔内の液体を廃棄するパージ工程と排気工程とを同時に行う場合を夫々示している。

図９（ａ）に示す方法について説明すると、被記録体に画像を形成する記録工程では、吐出ヘッド１５の上面に接合された圧電素子から成るアクチュエータ１７を駆動する。アクチュエータ１７の駆動により、吐出ヘッド１５内の流路中のインクに吐出圧力が付与され、ノズル孔１５ａから被記録体（例えば、記録用紙）へ向けてインクが吐出される。また、吐出後に吐出ヘッド１５内のインクに生じる負圧により、インク貯留室３５ａ〜３５ｄ内のインクが吐出ヘッド１５へと供給される。

一方、このような記録工程と同時に排気工程が実行される。具体的には、図５を用いて説明したように、ポンプＰ１の駆動により負圧室２７内の空間が負圧にされ、インク貯留室３５ａ〜３５ｄの上部のエア貯留部３８内のエアが負圧室２７へと気液分離膜２８を通じて排出される。更にこのエアは、排気接続路３４、排気導入路３３ｅ、及び排気チューブ１０を通じてポンプＰ１へ吸引され、外部へと排出される。このように、記録工程の実行中に排気工程を実行することにより、排気だけを行う時間を別途設ける必要がない。

図９（ｂ）に示す方法について説明すると、パージ工程では、液体供給ユニット４がプリンタ装置１内の所定位置に停止する。そして、全てのノズル孔１５ａを内包するようにして、吐出ヘッド１５のノズル面１５ｂが下方からキャップ７０によって覆われる。この状態で、キャップ７０の内部空間にチューブ７１を介して接続されたポンプＰ２が駆動し、キャップ７０内のエアを吸引する。これにより、吐出ヘッド１５のノズル孔１５ａ内のインクがキャップ７０内へ廃棄され、パージ工程が完了する。なお、このパージ工程では、ポンプＰ２によってノズル孔１５ａ内のインクを吸引廃棄する他、またはこれに加えて、アクチュエータ１７を駆動してノズル孔１５ａからインクを吐出廃棄するようにしてもよい。

一方、このようなパージ工程と同時に排気工程が実行される。排気工程の内容は図９（ａ）を参照した説明と同じであるため省略するが、このようにパージ工程の実行中に排気工程を実行することにより、排気だけを行う時間を別途設ける必要がない。なお、図９を用いた説明では、記録工程又はパージ工程と同時に排気工程を実行する手順について説明したが、必ずしもこれらを同時に行う必要はなく、記録工程及びパージ工程とは別に排気工程を実行するようにしてもよいことは言うまでもない。

［正圧による排気方法］
上述した実施例では、排気用の専用ポンプＰ１を駆動して負圧室２７を負圧にし、エア貯留部３８内のエアを吸引排気する構成及び方法について説明した。これに対し、エア貯留部３８内を正圧にすることによって、エア貯留部３８内のエアを気液分離膜２８を通じて外部へ排出することも可能である。以下、このような正圧による排気方法について説明する。

図１０は、正圧による排気方法を説明するための液体供給ユニット４の側面断面図であり、キャリッジケース１６は図示を省略している。また、図１０（ａ）は被記録体に画像を形成する記録工程と排気工程とを同時に行う場合、図１０（ｂ）はノズル孔内の液体を廃棄するパージ工程と排気工程とを同時に行う場合を夫々示している。

図１０（ａ）に示すように、供給チューブ接続孔３０ａ〜３０ｄとの間でインク供給チューブ９を介して連通する各インクカートリッジ８には、該インクカートリッジ８内のインクをインク貯留室３５ａ〜３５ｄへ供給するためのポンプＰ３が接続されている。また、ダンパーユニット２０の基材２１が有するダンパー形成部２１ｂの前部はフィルム２３により覆われておらず、気液分離膜２８が外部へ露出した状態となっている。

このような液体供給ユニット４における記録工程は既に説明した動作と同様であり、アクチュエータ１７が駆動すると、インク貯留室３５ａ〜３５ｄ内のインクが吐出ヘッド１５へ供給され、ノズル孔１５ａから被記録体へ向けて吐出され、被記録体に画像が形成される。一方、図１０（ａ）に示す態様では、このような記録工程の最中にポンプＰ３を駆動し、インクカートリッジ８内のインクに正圧を付与することによって、インクカートリッジ８からインク貯留室３５ａ〜３５ｄへインクを供給する。そして、これと同時に、インクに付与される正圧によってインク貯留室３５ａ〜３５ｄ内を正圧とし、この正圧を利用して、気液分離膜２８を通じてエア貯留部３８内のエアを外部へ排出する排気工程が実行される。

図１０（ｂ）に示す態様について説明すると、パージ工程では、既に説明した動作と同様に、液体供給ユニット４がプリンタ装置１内の所定位置に停止して、吐出ヘッド１５のノズル面１５ｂが下方からキャップ７０によって覆われる。この状態で、キャップ７０の内部空間にチューブ７１を介して接続されたポンプＰ２が駆動し、キャップ７０内のエアを吸引する。これにより、吐出ヘッド１５のノズル孔１５ａ内のインクがキャップ７０内へ廃棄され、パージ工程が完了する。一方、図１０（ｂ）に示す態様では、このようなパージ工程の最中にポンプＰ３を駆動し、上述したのと同様にインクカートリッジ８からインク貯留室３５ａ〜３５ｄへインクを供給すると共に、インクに付与される正圧を利用して、気液分離膜２８を通じてエア貯留部３８内のエアを外部へ排出する排気工程が実行される。

このように、記録工程又はパージ工程の実行中に排気工程を実行することにより、排気だけを行う時間を別途設ける必要がない。また、インク貯留室３５ａ〜３５ｄ内の正圧を利用してエアを排出するため、ポンプＰ１により吸引するための排気チューブ１０が不要であり、気液分離膜２８を通過したエアを即座に大気へと排出することができる。なお、図１０を用いた説明では、記録工程又はパージ工程と同時に排気工程を実行する手順について説明したが、必ずしもこれらを同時に行う必要はなく、記録工程及びパージ工程とは別に排気工程を実行するようにしてもよいことは言うまでもない。

［他のダンパー装置の構成］
上述した実施例では、インク貯留室３５ａ〜３５ｄの下面及び両側面がフィルム２４で画定され、上面が気液分離膜２８で画定された構成を開示しているが、本発明に係るダンパー装置はこのような構成に限って適用されるものではない。以下、他のダンパー装置の構成例について説明する。

図１１は、他のダンパー装置の構成を示す模式的な側面断面図であり、（ａ）は負圧室を有する構成、（ｂ）は負圧室を有しない構成を夫々示している。図１１（ａ）に示すダンパー装置２５ａは平面視で矩形枠状を成す周壁部８０を備え、その上端面にはフィルム２３が溶着され、下端面にはフィルム２４が溶着されている。また、周壁部８０の上部内面から内方へ突出するようにして支持部８１が周設されており、該支持部８１の内方にはエア透過口８２が形成されている。そして、エア透過口８２を塞ぐようにして気液分離膜２８が設けられ、気液分離膜２８の外周縁部が支持部８１の上面に溶着されている。

その結果、ダンパー装置２５ａは、気液分離膜２８を挟んで下方に位置するインク貯留室８３と上方に位置する負圧室８４とに区分けされている。また、インク貯留室８３は、その下面のみがフィルム２４により画定されると共に上面は気液分離膜２８により画定されており、負圧室８４は、その下面が気液分離膜２８により画定されると共に上面はフィルム２３により画定されている。

このようなダンパー装置２５ａであっても、既に説明したのと同様にポンプＰ１等によって負圧室８４に負圧を生じさせることにより、インク貯留室８３の上部スペースにトラップされたエアを、気液分離膜２８を通じて負圧室８４へ導いて外部へ排出することができる。また、図９を用いて説明したような手順に従って、記録工程又はパージ工程と同時に排気工程を実行することができる。

図１１（ｂ）に示すダンパー装置２５ｂは、上記ダンパー装置２５ａにおいて上部のフィルム２３を除外した構成となっている。このような構成のダンパー装置２５ｂでは、インク貯留室８３内を正圧とすることによって、その上部スペースにトラップされたエアを、気液分離膜２８を通じて外部へ排出することができる。また、図１０を用いて説明したような手順に従って、記録工程又はパージ工程と同時に排気工程を実行することができる。

また、上記ダンパー装置２５ａ，２５ｂの何れの場合も、インク貯留室８３を、圧力緩衝室として機能させると同時に、気液分離室としても機能させることができるため、ダンパー装置２５ａ，２５ｂの大型化を抑制しつつエア排出能力の向上を図ることができる。

本発明は、大型化を抑制しつつエア排出能力を向上し、また、圧力緩衝能力を向上することのできるダンパー装置及び該ダンパー装置による排気方法に適用することができる。

１ プリンタ装置
４ 液体供給ユニット
１５ 吐出ヘッド
２０ ダンパーユニット
２１ 基材
２２〜２４ フィルム
２５，２５ａ，２５ｂ ダンパー装置
２７，８４ 負圧室
２８ 気液分離膜
３５ａ〜３５ｄ，８３ インク貯留室
３８ エア貯留部
Ｐ１ ポンプ

Claims (3)

1. 液体吐出用のノズル孔を有する吐出ヘッドへ液体を供給する流路の途中に設けられ、
   液体の圧力変動を緩和すべく液体を貯留する貯留室を備えており、
   該貯留室は、
   基体から下方へ突出して対向配置された一対の支持体の夫々の外縁に対して下方から接着することにより、前記貯留室の下部から側部にわたる範囲を画定する可撓性のダンパーフィルムを有し、
   該貯留室は、前記支持体の対向方向に交差する方向である側方に複数並設され、
   前記基体の上面は、気液分離膜により覆われており、
   一方の前記支持体の上端と前記気液分離膜との間には前記貯留室へインクを流入させる流入口が形成され、他方の前記支持体には前記吐出ヘッドへインクを供給する供給口が形成されている
   ことを特徴とするダンパー装置。
2. 並設された複数の前記貯留室の上部が１枚の前記気液分離膜によって覆われていることを特徴とする請求項１に記載のダンパー装置。
3. 前記気液分離膜を挟んで前記貯留室の上方には、該気液分離膜に負圧を作用させる負圧室が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のダンパー装置。
   

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