(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
インクを吐出する記録ヘッドと、前記インクを供給するタンクとを備えるインクジェットプリンターに備えられて、前記タンクから前記記録ヘッドに供給される前記インクの圧力の変動を抑えるダンパー装置であって、
前記記録ヘッドに連通する圧力室と、前記タンクおよび前記圧力室を連通する連通路とが形成されており、
前記連通路を開閉するための弁と、前記弁に接触することによって前記弁が前記連通路を開ける方向である開弁方向に前記弁を移動させるための開弁部と、前記開弁部を支持していて前記圧力室内の前記インクの量の変化によって変形することによって前記開弁部を前記開弁方向に移動させる変形部とを備えており、
前記変形部は、中心が同一であって変形のし易さが異なる複数の環状領域を備えており、
前記複数の環状領域は、環状の蛇腹によって構成されていることを特徴とするダンパー装置。
前記複数の環状領域は、中心から近い環状領域ほど前記蛇腹のテーパーの劣角が大きいことによって変形し易いことを特徴とする請求項1または請求項2に記載のダンパー装置。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
【0017】
(第1の実施の形態)
まず、本実施の形態に係るインクジェットプリンターの構成について説明する。
【0018】
図1は、本実施の形態に係るインクジェットプリンター10の斜視図である。
【0019】
図1に示すように、インクジェットプリンター10は、矢印10aで示す主走査方向に延在する本体11と、用紙などの記録媒体90を搬送する搬送装置12と、インクを供給するタンク13とを備えている。
【0020】
本体11は、矢印10aで示す主走査方向に延在しているガイドレール11aと、矢印10aで示す主走査方向に移動可能にガイドレール11aに支持されているキャリッジ11bとを備えている。
【0021】
搬送装置12は、本体11の後述の記録ヘッド11c(
図2参照。)に対して矢印10bで示す副走査方向に記録媒体90を搬送する装置である。
【0022】
図2は、インクジェットプリンター10のインク供給システム14の模式図である。
【0023】
図2に示すように、インク供給システム14は、記録媒体90にインク10cを吐出する記録ヘッド11cと、インク10cを供給する上述のタンク13と、タンク13から記録ヘッド11cに供給されるインク10cの圧力の変動を抑えるダンパー装置20とを備えている。
【0024】
記録ヘッド11cおよびダンパー装置20は、キャリッジ11bに搭載されている。
【0025】
インクジェットプリンター10(
図1参照。)は、記録ヘッド11c、タンク13およびダンパー装置20を少なくともインク10cの種類毎に備えている。インク10cの種類は、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックなど、例えば色の種類によって異なる。
【0026】
図1に示すインクジェットプリンター10は、矢印10aで示す主走査方向に移動しない記録媒体90に対してキャリッジ11bによって主走査方向に記録ヘッド11c(
図2参照。)を移動させて、記録ヘッド11cのノズルからインク10c(
図2参照。)を記録媒体90に向けて吐出することによって、記録ヘッド11cによる主走査方向の印刷を実行させる装置である。また、インクジェットプリンター10は、矢印10bで示す副走査方向に移動しない記録ヘッド11cに対して搬送装置12によって副走査方向に記録媒体90を搬送することによって、記録媒体90に対する記録ヘッド11cの副走査方向における位置を主走査方向の印刷の終了の度に変更する装置である。
【0027】
図3は、弁23が連通路20eを閉じている場合のダンパー装置20の正面断面図である。
【0028】
図3に示すように、ダンパー装置20は、記録ヘッド11c(
図2参照。)に連通する圧力室20aと、記録ヘッド11cおよび圧力室20aを連通する流路の一部を構成する流路20bと、タンク13(
図2参照。)に連通するタンク側室20cと、タンク13およびタンク側室20cを連通する流路の一部を構成する流路20dと、圧力室20aおよびタンク側室20cを連通する連通路20eとが形成されている。
【0029】
ダンパー装置20は、流路20bおよび流路20dが形成されたケース21と、ケース21に固定されている蓋22と、連通路20eを開閉するための弁23と、蓋22および弁23に固定されていて弁23が連通路20eを閉じる矢印20fで示す閉弁方向に弁23を付勢する付勢部材としてのバネ24と、ケース21に固定されていて弁23が連通路20eを閉じている場合にケース21および弁23の間のインク10c(
図2参照。)の漏れを防止するためのOリング25と、弁23に接触することによって弁23が連通路20eを開ける方向である矢印20gで示す開弁方向に弁23を移動させるための開弁部としての軸部材26と、軸部材26を支持していて圧力室20a内のインク10cの量の変化によって変形することによって軸部材26を矢印20gで示す開弁方向に移動させる可撓性を有する変形部としてのフィルム部材30とを備えている。
【0030】
圧力室20aは、ケース21およびフィルム部材30によって形成されている。
【0031】
タンク側室20cは、ケース21および蓋22によって形成されている。
【0032】
連通路20eは、ケース21によって形成されている。
【0033】
ケース21、蓋22、弁23、軸部材26およびフィルム部材30は、ポリエチレンなどの合成樹脂によって形成されている。
【0034】
蓋22は、ケース21に接着剤によって固定されている。
【0035】
軸部材26は、弁23およびフィルム部材30の間に配置されて弁23およびフィルム部材30の一方から受ける力を他方に伝達するようになっている。
【0036】
フィルム部材30は、大気圧を受けるとともに自身の変形によって圧力室20aの容積を変化させるようになっている。
【0037】
図4は、半分に切断した状態のフィルム部材30の斜視図である。
【0038】
図4に示すように、フィルム部材30は、中心がフィルム部材30の中心30aと同一である環状の蛇腹(コルゲート)31を備えている。蛇腹31は、複数の環状のテーパー31aを備えている。テーパー31aは、本発明の環状領域を構成している。複数のテーパー31aは、中心30aから近いテーパー31aほど、劣角が大きいことによって変形し易くなっている。
【0039】
次に、ダンパー装置20の製造方法について説明する。
【0040】
まず、ケース21にOリング25が固定された後、バネ24を介して弁23が固定された蓋22がケース21に接着剤によって固定される。
【0041】
そして、軸部材26が接着剤によって固定されたフィルム部材30がケース21に接着剤によって固定される。
【0042】
次に、ダンパー装置20の動作について説明する。
【0043】
記録ヘッド11cがインク10cを吐出すると、ダンパー装置20の圧力室20aのインク10cの量が減少する。圧力室20aのインク10cの量が減少すると、圧力室20aの容積が減少するので、フィルム部材30は、中心30aから近いテーパー31aから順に変形する。そして、軸部材26は、フィルム部材30の変形に伴って、矢印20gで示す開弁方向に移動して弁23に接触する。
【0044】
ここで、弁23は、軸部材26から受ける力と、圧力室20aのインク10cの圧力によって受ける力との合計が、バネ24から受ける力と、タンク側室20cのインク10cの圧力によって受ける力との合計以下であるとき、矢印20gで示す開弁方向に移動することができない。弁23が矢印20gで示す開弁方向に移動することができない場合、弁23に接触している軸部材26も、矢印20gで示す開弁方向に移動することができない。軸部材26が矢印20gで示す開弁方向に移動することができない場合、圧力室20aのインク10cは、圧力室20aの容積の減少量と比較して大きく量が減少するので、圧力が低下する。
【0045】
圧力室20aのインク10cの圧力が低下すると、圧力室20aのインク10cの圧力および大気圧を受けているフィルム部材30が軸部材26を介して弁23を押す力が増加する。
【0046】
弁23は、軸部材26から受ける力と、圧力室20aのインク10cの圧力によって受ける力との合計が、バネ24から受ける力と、タンク側室20cのインク10cの圧力によって受ける力との合計よりも大きくなると、矢印20gで示す開弁方向に移動する。すなわち、弁23は、連通路20eを開く。
【0047】
したがって、ダンパー装置20は、
図3に示す状態から、
図5に示す状態に変化する。
【0048】
図5は、弁23が連通路20eを開いている場合のダンパー装置20の正面断面図である。
【0049】
タンク側室20c内のインク10cは、タンク13がタンク側室20cより高い位置に存在することによって高い圧力が加わっているので、ダンパー装置20が
図5に示す状態になると、連通路20eを通って圧力室20aに導入される。
【0050】
タンク側室20cから圧力室20aにインク10cが導入されると、圧力室20aのインク10cの量が増加する。圧力室20aのインク10cの量が増加すると、圧力室20aの容積が増加するので、軸部材26は、フィルム部材30の変形に伴って、矢印20fで示す閉弁方向に移動する。
【0051】
軸部材26が矢印20fで示す閉弁方向に移動すると、バネ24の付勢力によって軸部材26に押し付けられている弁23は、矢印20fで示す閉弁方向への軸部材26の移動に伴って、矢印20fで示す閉弁方向に移動する。すなわち、弁23は、連通路20eを閉じる。
【0052】
したがって、ダンパー装置20は、
図5に示す状態から、再び
図3に示す状態に変化する。
【0053】
以上に説明したように、ダンパー装置20は、フィルム部材30における蛇腹31の複数のテーパー31aの変形のし易さが異なるので、蛇腹31の複数のテーパー31a間における変形の順序を異ならせることができ、結果として、同一のテーパー31a内における変形を均一化することができる。したがって、ダンパー装置20は、フィルム部材30によって軸部材26を矢印20gで示す開弁方向に移動させる場合に軸部材26の傾きを抑えることができるので、タンク13から記録ヘッド11cに供給されるインク10cの圧力の変動を抑える性能の安定性を従来より向上することができる。
【0054】
なお、ダンパー装置20は、フィルム部材30によって軸部材26を矢印20gで示す開弁方向に移動させる場合に軸部材26の傾きを抑えることができるので、軸部材26の傾きを抑えるためのガイド部27(
図6参照。)を備える必要がない。したがって、ダンパー装置20は、
図6に示す構成と比較して、ケース21の形状を簡略化することができ、結果として、製造コストを抑えることができる。しかしながら、ダンパー装置20は、
図6に示す構成のようにガイド部27を備えていても良い。
【0055】
また、ダンパー装置20は、フィルム部材30が蛇腹31による復元力を備えているので、ケース21および軸部材26に固定されていて矢印20fで示す方向に軸部材26を付勢する付勢部材としてのバネ28(
図7参照。)など、フィルム部材30を復元させるための復元部材を別途備える必要がない。したがって、ダンパー装置20は、
図7に示す構成と比較して、バネ28の分だけ部品点数を低減することができるとともに、ケース21および軸部材26の形状を簡略化することができ、結果として、製造コストを抑えることができる。しかしながら、ダンパー装置20は、
図7に示す構成のようにバネ28を備えていても良い。
【0056】
中心から近い環状のテーパー31aは、中心から遠い環状のテーパー31aと比較して径が小さいので、仮に径方向の一端が変形して他端が変形しなかったことによって一端と他端との矢印20gで示す開弁方向における距離が特定の距離になった場合の矢印20gで示す開弁方向に直交する面に対する傾きが、中心から遠い環状のテーパー31aと比較して大きい。ダンパー装置20は、中心から近い環状のテーパー31aほど変形し易いので、中心から近い環状のテーパー31aほど矢印20gで示す開弁方向に直交する面に対する傾きを抑えることができ、結果として、フィルム部材30によって軸部材26を矢印20gで示す開弁方向に移動させる場合に軸部材26の傾きを抑えることができる。したがって、ダンパー装置20は、タンク13から記録ヘッド11cに供給されるインク10cの圧力の変動を抑える性能の安定性を向上することができる。
【0057】
ダンパー装置20は、フィルム部材30における蛇腹31の複数のテーパー31aが中心から近いテーパー31aほどテーパー31aの劣角が大きいことによって変形し易いので、例えば、テーパーの劣角が同一である環状の蛇腹の複数のテーパーの配置の間隔を異ならせることによってテーパーの変形のし易さを異ならせる構成と比較して、複数の環状領域間における変形のし易さの変化を滑らかにすることができ、結果として、フィルム部材30によって軸部材26を矢印20gで示す開弁方向に滑らかに移動させることができる。したがって、ダンパー装置20は、タンク13から記録ヘッド11cに供給されるインク10cの圧力の変動を抑える性能を向上することができる。
【0058】
なお、フィルム部材30は、
図8に示すように、中心から遠いテーパー31aほど変形し易い構成であっても良い。
【0059】
フィルム部材30は、複数の環状のテーパー31aの劣角がそれぞれ異なるので、複数の環状のテーパーの劣角が同一である構成と比較して、複数の環状のテーパー31aの寸法の精度を落とすことができ、結果として、製造コストを抑えることができる。
【0060】
ダンパー装置20は、本発明の複数の環状領域を環状の蛇腹31によって構成しているので、簡単な構成によって複数の環状領域の変形のし易さを異ならせることができる。
【0061】
なお、本発明の環状領域は、環状の蛇腹のテーパー以外の方法によって構成されていても良い。例えば、フィルム部材30は、平坦な形状で形成されていて、複数の環状領域が互いに異なる材質で形成されていて、複数の環状領域の材質の変形のし易さがそれぞれ異なっていても良い。
【0062】
本実施の形態において、軸部材26は、フィルム部材30とは別の部品として形成されているが、フィルム部材30と同一の部品として形成されていても良い。
【0063】
(第2の実施の形態)
まず、本実施の形態に係るインクジェットプリンターの構成について説明する。
【0064】
なお、本実施の形態に係るインクジェットプリンターの構成のうち第1の実施の形態に係るインクジェットプリンター10(
図1参照。)の構成と同様の構成については、インクジェットプリンター10の構成と同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【0065】
図9は、弁23が連通路20eを閉じている場合の本実施の形態に係るインクジェットプリンターのダンパー装置40の正面断面図である。
【0066】
本実施の形態に係るインクジェットプリンターの構成は、インクジェットプリンター10(
図1参照。)がダンパー装置20(
図3参照。)に代えて
図9に示すダンパー装置40を備えた構成と同様である。
【0067】
ダンパー装置40は、ダンパー装置20がフィルム部材30(
図3参照。)に代えてフィルム部材50を備えた構成と同様である。
【0068】
フィルム部材50は、軸部材26を支持していて圧力室20a内のインク10cの量の変化によって変形することによって軸部材26を矢印20gで示す開弁方向に移動させる可撓性を有する変形部である。フィルム部材50は、ポリエチレンなどの合成樹脂によって形成されている。
【0069】
図10は、半分に切断した状態のフィルム部材50の斜視図である。
【0070】
図10に示すように、フィルム部材50は、中心がフィルム部材50の中心50aと同一である環状の蛇腹51を備えている。蛇腹51は、劣角が同一である複数の環状のテーパー51aを備えている。複数のテーパー51aの配置の間隔は、中心50aから遠いほど小さくなっている。
図10に示すように、蛇腹51は、3つの環状領域52に分けることができる。3つの環状領域52は、中心50aから近い環状領域52ほど、変形し易くなっている。
【0071】
次に、ダンパー装置40の動作について説明する。
【0072】
記録ヘッド11cがインク10cを吐出すると、ダンパー装置40の圧力室20aのインク10cの量が減少する。圧力室20aのインク10cの量が減少すると、圧力室20aの容積が減少するので、フィルム部材50は、中心50aから近い環状領域52から順に変形する。そして、軸部材26は、フィルム部材50の変形に伴って、矢印20gで示す開弁方向に移動して弁23に接触する。
【0073】
以下、ダンパー装置20と同様に動作して、ダンパー装置40は、
図9に示す状態から、
図11に示す状態に変化する。
【0074】
図11は、弁23が連通路20eを開いている場合のダンパー装置40の正面断面図である。
【0075】
タンク側室20c内のインク10cは、タンク13がタンク側室20cより高い位置に存在することによって高い圧力が加わっているので、ダンパー装置40が
図11に示す状態になると、連通路20eを通って圧力室20aに導入される。
【0076】
タンク側室20cから圧力室20aにインク10cが導入されると、圧力室20aのインク10cの量が増加する。圧力室20aのインク10cの量が増加すると、圧力室20aの容積が増加するので、軸部材26は、フィルム部材50の変形に伴って、矢印20fで示す閉弁方向に移動する。
【0077】
以下、ダンパー装置20と同様に動作して、ダンパー装置40は、
図11に示す状態から、再び
図9に示す状態に変化する。
【0078】
以上に説明したように、ダンパー装置40は、フィルム部材50における蛇腹51の3つの環状領域52の変形のし易さが異なるので、蛇腹51の3つの環状領域52間における変形の順序を異ならせることができ、結果として、同一の環状領域52内における変形を均一化することができる。したがって、ダンパー装置40は、フィルム部材50によって軸部材26を矢印20gで示す開弁方向に移動させる場合に軸部材26の傾きを抑えることができるので、タンク13から記録ヘッド11cに供給されるインク10cの圧力の変動を抑える性能の安定性を従来より向上することができる。
【0079】
なお、ダンパー装置40は、フィルム部材50によって軸部材26を矢印20gで示す開弁方向に移動させる場合に軸部材26の傾きを抑えることができるので、ダンパー装置20と同様に、軸部材26の傾きを抑えるためのガイド部27(
図6参照。)を備える必要がない。したがって、ダンパー装置40は、
図6に示す構成と比較して、ケース21の形状を簡略化することができ、結果として、製造コストを抑えることができる。しかしながら、ダンパー装置40は、
図6に示す構成のようにガイド部27を備えていても良い。
【0080】
また、ダンパー装置40は、フィルム部材50が蛇腹51による復元力を備えているので、ダンパー装置20と同様に、ケース21および軸部材26に固定されていて矢印20fで示す方向に軸部材26を付勢する付勢部材としてのバネ28(
図7参照。)など、フィルム部材50を復元させるための復元部材を別途備える必要がない。したがって、ダンパー装置40は、
図7に示す構成と比較して、バネ28の分だけ部品点数を低減することができるとともに、ケース21および軸部材26の形状を簡略化することができ、結果として、製造コストを抑えることができる。しかしながら、ダンパー装置40は、
図7に示す構成のようにバネ28を備えていても良い。
【0081】
中心から近い環状領域52は、中心から遠い環状領域52と比較して径が小さいので、仮に径方向の一端が変形して他端が変形しなかったことによって一端と他端との矢印20gで示す開弁方向における距離が特定の距離になった場合の矢印20gで示す開弁方向に直交する面に対する傾きが、中心から遠い環状領域52と比較して大きい。ダンパー装置40は、中心から近い環状領域52ほど変形し易いので、中心から近い環状領域52ほど矢印20gで示す開弁方向に直交する面に対する傾きを抑えることができ、結果として、フィルム部材50によって軸部材26を矢印20gで示す開弁方向に移動させる場合に軸部材26の傾きを抑えることができる。したがって、ダンパー装置40は、タンク13から記録ヘッド11cに供給されるインク10cの圧力の変動を抑える性能の安定性を向上することができる。
【0082】
なお、フィルム部材50は、
図12に示すように、中心から遠い環状領域52ほど変形し易い構成であっても良い。
【0083】
フィルム部材50は、複数の環状領域52の形状がそれぞれ異なるので、複数の環状領域52の形状が同一である構成と比較して、複数の環状領域52の寸法の精度を落とすことができ、結果として、製造コストを抑えることができる。
【0084】
フィルム部材50の蛇腹51の複数のテーパー51aは、劣角が同一であるが、劣角が異なっていても良い。
【0085】
ダンパー装置40は、3つの環状領域52を環状の蛇腹51によって構成しているので、簡単な構成によって3つの環状領域52の変形のし易さを異ならせることができる。
【0086】
本実施の形態において、軸部材26は、フィルム部材50とは別の部品として形成されているが、フィルム部材50と同一の部品として形成されていても良い。