JP2000141694A - インクカートリッジ及びインク回収システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 廃インクの処理を適正に行うことができるイ
ンクカートリッジ及びインク回収システムを提供する。 【解決手段】 インクを収容するインク吸収体１２を内
蔵すると共にキャリッジに搭載されるヘッドホルダ３０
と着脱自在に連結するインク供給口１７を有するインク
カートリッジ１０に、廃インクを収納する廃インク室１
６を設け、この廃インク室１６に廃インクを保持する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、プリン
タ、ファックスなどに適用されるインクジェット式記録
装置において、記録ヘッド本体を保持するヘッドホルダ
に着脱自在に保持されるインクカートリッジ及びそれを
用いたインク回収システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、複数のノズルからインクを吐
出する記録ヘッドを用いて被記録媒体に文字や画像を記
録するインクジェット式記録装置が知られている。かか
るインクジェット式記録装置では、被記録媒体に対向す
る記録ヘッドはヘッドホルダに設けられ、ヘッドホルダ
はキャリッジに搭載されて被記録媒体の搬送方向とは直
交する方向に走査される。

【０００３】このような記録ヘッドの一例の分解概略を
図６に、また、要部断面を図７に示す。図６及び図７に
示すように、圧電セラミックプレート１０１には、複数
の溝１０２が並設され、各溝１０２は、側壁１０３で分
離されている。各溝１０２の長手方向一端部は圧電セラ
ミックプレート１０１の一端面まで延設されており、他
端部は、他端面までは延びておらず、深さが徐々に浅く
なっている。また、各溝１０２内の両側壁１０３の開口
側表面には、長手方向に亘って、駆動電界印加用の電極
１０５が形成されている。

【０００４】圧電セラミックプレート１０１の溝１０２
の開口側には、カバープレート１０７が接着剤１０９を
介して接合されている。カバープレート１０７には、各
溝１０２の浅くなった他端部と連通する凹部となるイン
ク室１１１と、このインク室１１１の底部から溝１０２
とは反対方向に貫通するインク供給口１１２とを有す
る。

【０００５】また、圧電セラミックプレート１０１とカ
バープレート１０７との接合体の溝１０２が開口してい
る端面には、ノズルプレート１１５が接合されており、
ノズルプレート１１５の各溝１０２に対向する位置には
ノズル開口１１７が形成されている。なお、圧電セラミ
ックプレート１０１のノズルプレート１１５とは反対側
でカバープレート１０７とは反対側の面には、配線基板
１２０が固着されている。配線基板１２０には、各電極
１０５とボンディングワイヤ１２１等で接続された配線
１２２が形成され、この配線１２２を介して電極１０５
に駆動電圧を印加できるようになっている。

【０００６】このように構成される記録ヘッド１３０で
は、インク供給口１１２から各溝１０２内にインクを充
填し、所定の溝１０２の両側の側壁１０３に電極１０５
を介して所定の駆動電界を作用させると、側壁１０３が
変形して所定の溝１０２内の容積が変化し、これによ
り、溝１０２内のインクがノズル開口１１７から吐出す
る。

【０００７】例えば、図８に示すように、溝１０２ａに
対応するノズル開口１１７からインクを吐出する場合に
は、その溝１０２ａ内の電極１０５ａ，１０５ｂに正の
駆動電圧を印加すると共にそれぞれに対向する電極１０
５ｃ，１０５ｄを接地するようにする。これにより、側
壁１０３ａ，１０３ｂには溝１０２ａに向かう方向の駆
動電界が作用し、これが圧電セラミックプレート１０１
の分極方向と直交すれば、圧電厚みすべり効果により側
壁１０３ａ，１０３ｂが溝１０２ａ方向に変形し、溝１
０２ａ内の容積が減少して圧力が増加し、ノズル開口１
１７からインクが吐出する。

【０００８】このような記録ヘッドは、インクカートリ
ッジと共にインクジェット式記録装置のキャリッジに搭
載され使用される。この使用態様の一例の概略を図９に
示す。図９に示すように、キャリッジ１６１は、一対の
ガイドレール１６２ａ及び１６２ｂ上に軸方向に移動自
在に搭載されており、カイドレール１６２の一端側に設
けられてキャリッジ駆動モータ１６３に連結されたプー
リ１６４ａと、他端側に設けられたプーリ１６４ｂとに
掛け渡されたタイミングベルト１６５を介して搬送され
る。キャリッジ１６１の搬送方向と直交する方向の両側
には、ガイドレール１６２ａ及び１６２ｂに沿ってそれ
ぞれ一対の搬送ローラ１６６及び１６７が設けられてい
る。これらの搬送ローラ１６６及び１６７は、キャリッ
ジ１６１の下方に当該キャリッジ１６１の搬送方向とは
直交する方向に被記録媒体Ｓを搬送するものである。な
お、このキャリッジ１６１上には、記録ヘッドユニット
１４０が搭載される。

【０００９】このようなインクジェット式記録装置によ
ると、被記録媒体Ｓを送りつつキャリッジ１６１をその
送り方向とは直交方向に走査することにより、記録ヘッ
ドによって被記録媒体Ｓ上に文字及び画像を記録するこ
とができる。また、このような記録ヘッドは、起動時、
印刷開始前、または所定の時間をおいて定期的に、ノズ
ル開口１１７等の目づまりを防止するために、吸引作業
等をしなければならならない。従って、キャリッジ１６
１の待機位置には、記録ヘッドユニット１４０の記録ヘ
ッドの先端を封止するキャップ部材１７１とポンプなど
の吸引手段１７２とを具備する吸引装置１７０が設けら
れている。

【００１０】かかる吸引装置１７０は、キャリッジ１６
１と共に待機位置に移動した記録ヘッドユニット１４０
の記録ヘッド先端をキャップ１７１で封止して乾燥等を
防止すると共に所定のタイミングで、吸引手段１７２で
インクを吸引し、吸引した廃インクは、廃インクパイプ
１７３を介して、インクジェット式記録装置の筐体内に
設けられた廃インク吸収シート１８０に吸収させて廃棄
する。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上述した構造では、廃
インク吸収シート１８０に廃インクを吸収させた状態で
放置するので、吸収シート１８０のインク吸収量を超え
た場合には、インク漏れが生じ、装置の美観が損なわれ
るという問題がある。特に、インクが不揮発性の溶媒等
を含有している場合には問題となる。また、水を溶媒と
する揮発性のインクにしてもインク染料または顔料が限
度量を超えて吸収された場合には、インク染料または顔
料が散在してしまうという問題がある。

【００１２】本発明は、このような事情に鑑み、廃イン
クの処理を適正に行うことができるインクカートリッジ
及びインク回収システムを提供することを課題とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決する本発
明の第１の態様は、インクを収容するインク吸収体を内
蔵すると共にキャリッジに搭載されるヘッドホルダと着
脱自在に連結するインク供給口を有するインクカートリ
ッジにおいて、廃インクを収納する廃インク室を具備す
ることを特徴とするインクカートリッジにある。

【００１４】本発明の第２の態様は、第１の態様におい
て、インクを収容するインク室と共に前記廃インク室を
一体的に具備することを特徴とするインクカートリッジ
にある。本発明の第３の態様は、第２の態様において、
前記廃インク室の容量は、前記インク室の全容量の四分
の一以下であることを特徴とするインクカートリッジに
ある。

【００１５】本発明の第４の態様は、第１又は２の態様
において、黒色及びカラー用のインク室をそれぞれ具備
し、全体が一体となっていることを特徴とするインクカ
ートリッジにある。本発明の第５の態様は、第１又は２
の態様において、黒色及びカラー用のインク室をそれぞ
れ具備し、黒色用のインク室及び前記廃インク室と、カ
ラー用のインク室及び前記廃インク室とが別体となって
いることを特徴とするインクカートリッジにある。

【００１６】本発明の第６の態様は、第１〜５の何れか
の態様において、前記廃インク室には、前記ヘッドホル
ダに搭載される記録ヘッドのメインテナンス時の廃イン
クを収納することを特徴とするインクカートリッジにあ
る。本発明の第７の態様は、第１〜６の何れかの態様に
おいて、前記廃インク室の側部には、前記ヘッドホルダ
に搭載される記録ヘッドのメインテナンス時の廃インク
を注入する廃インク注入口を具備することを特徴とする
インクカートリッジにある。

【００１７】本発明の第８の態様は、第７の態様におい
て、前記廃インク注入口が前記廃インク室の高さの三分
の二より高い位置にあることを特徴とするインクカート
リッジにある。本発明の第９の態様は、第１〜８の何れ
かの態様において、前記インクは、溶媒系インクである
ことを特徴とするインクカートリッジにある。

【００１８】本発明の第１０の態様は、インクを収容す
るインク吸収体を内蔵するインク室と共にキャリッジに
搭載されるヘッドホルダと着脱自在に連結するインク供
給口を有し且つ廃インクを収納する廃インク室を具備す
るインクカートリッジと、前記ヘッドホルダに搭載され
る記録ヘッドのメインテナンスを行う吸引装置とを具備
し、前記吸引装置は、前記記録ヘッドから吸引した廃イ
ンクを前記廃インク室に戻すことを特徴とするインク回
収システムにある。

【００１９】本発明の第１１の態様は、第１０の態様に
おいて、前記インクカートリッジの前記廃インク室の側
部には、前記ヘッドホルダに搭載される記録ヘッドのメ
インテナンス時の廃インクを注入する廃インク注入口を
具備し、前記吸引装置は、前記ヘッドホルダが待機位置
に移動したときに前記記録ヘッドの先端を封止するキャ
ップと、前記廃インク注入口に連結する廃インク注入ノ
ズルと、前記キャップを介して前記記録ヘッドを吸引し
て廃インクを前記廃インク室に回収する吸引手段とを具
備することを特徴とするインク回収システムにある。

【００２０】本発明の第１２の態様は、第１０又は１１
の態様において、前記インクは、溶媒系インクであるこ
とを特徴とするインク回収システムにある。かかる本発
明では、インク吸引等の記録ヘッドのメインテナンス時
に排出される廃インクをインクカートリッジに排出保持
することができ、廃インクの処理を確実に行うことがで
きる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、実施の形態に基づいて本発
明を詳細に説明する。図１には、一実施形態に係るイン
クカートリッジを示す概略断面を示す。図１に示すよう
に、インクカートリッジ１０は、上部が開口されて五つ
の部屋に区画されたインクカートリッジ本体１１と、こ
れらの五つの部屋に収納される発泡ポリウレタンなどの
インク吸収体１２と、インクカートリッジ本体１１の上
部開口を塞ぐ蓋部材１３とを具備する。

【００２２】ここで、インクカートリッジ本体１１及び
蓋部材１２の平面図及び断面図を図２に示す。図２に示
すように、インクカートリッジ本体１１は、隔壁１１ａ
により五つの部屋に区画され、黒色（Ｂ）、イエロー
（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）のそれぞれ用の
インク室１５Ｂ、１５Ｙ，１５Ｍ，１５Ｃを有し、さら
に、廃インクを収容するための廃インク室１６を具備す
る。各インク室１５内の底壁１１ｂには、それぞれ開口
部となるインク供給口１７が形成されている。また、各
インク室１５の隔壁１１ａの内側には、複数本のリブ１
８が形成されている。なお、廃インク室１６内には、特
に、インク供給口及びリブは設けられていないが、勿論
設けてもよい。また、各インク室１５の内部に設けられ
たリブ１８は、各インク室１５内に収納されたインク吸
収体１２と内壁との間に、インク供給口１７側と、後述
する連通路１９とを連通する隙間を形成するためのもの
である。

【００２３】このような各インク室１５及び廃インク室
１６内には、インク吸収体１２が収納されている。この
インク吸収体１２は、通常、その体積を８倍〜２７倍程
度に圧縮した状態で収納されている。なお、廃インク室
１６内にも、本実施形態では同様なインク吸収体１２が
収納されているが、この場合にはインクを吸収するだけ
で排出する必要はないので、インク吸収性だけが優れた
吸収体を別途選択して収納してもよい。勿論、インク漏
れを防止する構造であれば、インク吸収体を収容する必
要もない。

【００２４】一方、蓋部材１３は、上述した各インク室
１５及び廃インク室１６をそれぞれ隔離した状態で封止
するものであり、各インク室１５に対向する領域には、
各インク室１５と外部とを連通する連通路１９が設けら
れている。これらの連通路１９は、インク室１５内のイ
ンクが消費されたときにインク室１５内が負圧になるの
を防止するものである。従って、廃インク室１６に対応
する領域には必ずしも連通路を設ける必要はないが、廃
インクの吸収性を向上するために設けてもよい。なお、
連通路１９は、直線状の通路として図示しているが、実
際には、通路を長くしてインクが漏れ出しにくくするた
めに、複雑に屈曲させたり、螺旋状にしたものが採用さ
れる。

【００２５】また、図１に示すように、インクカートリ
ッジ本体１１の外側には、後述するヘッドホルダ３０に
係合するための突起である係止部２０が形成され、ま
た、廃インク室１６に対応する箇所には、廃インク室１
６と外部と連通する廃インク注入口２１が設けられてい
る。このようなインクカートリッジ１０は、図３に示す
ように、ヘッドホルダ３０に着脱自在に取り付けられて
用いられる。図３に示すように、上部が開口した箱形の
インクホルダ３０は、例えば、プラスチックで成形され
たものであり、その底部には、例えば、黒色（Ｂ）、イ
エロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の各色の
インクに対応した連結部３１を有する。連結部３１の内
部には、インク流路３１ａが形成され、その上端はフィ
ルタ３２により塞がれている。連結部３１内のインク流
路３１ａは、インクホルダ３０の下側に設けられた流路
基板３３内の図示しないインク流路を介してインクホル
ダ３０の下側に固着された記録ヘッド３４と連結されて
いる。なお、記録ヘッド３４は、例えば、図示しない圧
電セラミックス素子を具備し、圧電セラミックス素子を
駆動することにより、下方に向かって開口したノズルか
らインクを吐出するものである。また、ヘッドホルダ３
０内には、長手方向両側の側壁３０ａに近接して一対の
弾性片３５が立設されている。弾性片３５は、金属板材
等からなり、その基端部がヘッドホルダ３０の底壁３０
ｂに固着されており、先端部はその厚さ方向に弾性変形
可能である。なお、弾性片３５の先端部近傍には、傾斜
面で形成された凹部となる一対の係止部３６が形成され
ている。

【００２６】このようなインクカートリッジ１０をヘッ
ドホルダ３０に取り付ける場合、インクカートリッジ１
０をヘッドホルダ３０の上部開口から真っ直ぐに挿入す
ると、弾性片３５の先端部は係止部２０に当接して両側
に押し拡げられ、係止部２０が係止部３６と係合した時
点で元の状態に戻る。この状態では、インクカートリッ
ジ１０のインク供給口１７にヘッドホルダ３０の連結部
３１が完全に挿入されており、この状態は、弾性片３５
の係止部３６と係止部２０との係合により安定して保持
される。また、インクカートリッジ１０をヘッドホルダ
３０から取り外す場合、インクカートリッジ１０を所定
の力以上で真っ直ぐ引き抜くと、弾性片３５の係止部３
６と係止部２０との係合状態が解除され、ワンタッチで
取り外すことが可能である。

【００２７】このようなヘッドホルダ３０及びインクカ
ートリッジ１０は、例えば、インクジェット式記録装置
のキャリッジに搭載されて使用される。この使用態様の
一例の概略を図４に示す。図４に示すように、キャリッ
ジ６１は、一対のガイドレール６２ａ及び６２ｂ上に軸
方向に移動自在に搭載されており、カイドレール６２の
一端側に設けられてキャリッジ駆動モータ６３に連結さ
れたプーリ６４ａと、他端側に設けられたプーリ６４ｂ
とに掛け渡されたタイミングベルト６５を介して搬送さ
れる。キャリッジ６１の搬送方向と直交する方向の両側
には、ガイドレール６２ａ及び６２ｂに沿ってそれぞれ
一対の搬送ローラ６６及び６７が設けられている。これ
らの搬送ローラ６６及び６７は、キャリッジ６１の下方
に当該キャリッジ６１の搬送方向とは直交する方向に被
記録媒体Ｓを搬送するものである。

【００２８】キャリッジ６１上には、上述したヘッドホ
ルダ３０が搭載され、このヘッドホルダ３０には上述し
たインクカートリッジ１０が着脱自在に取付可能であ
る。このようなインクジェット式記録装置によると、被
記録媒体Ｓを送りつつキャリッジ６１をその送り方向と
は直交方向に走査することにより、記録ヘッドによって
被記録媒体Ｓ上に文字及び画像を記録することができ
る。

【００２９】そして、このようなインクジェット式記録
装置のキャリッジ６１の待機位置には、インク吸引装置
５０が設けられている。インク吸引装置５０は、その詳
細を図５に示すように、キャリッジ６１が待機位置に移
動したときに、キャリッジ６１に搭載された記録ヘッド
４０の下方に位置し且つ上下動移動可能で記録ヘッド４
０の先端を封止するキャップ部材５１と、このキャップ
部材５１の内方に連通するポンプなどの吸引手段５２
と、インクカートリッジ１０の廃インク注入口２１に挿
入される廃インク排出口５３とを具備する。廃インク排
出口５３は、支持体５４により支持され、キャリッジ６
１の待機位置への移動により、インクカートリッジ１０
の廃インク排出口５３に自動的に挿入される位置に設け
られており、且つ吸引手段５２と連通されている。

【００３０】従って、所定のタイミングで記録ヘッド４
０の吸引処理を行う場合、吸引手段５２によりキャップ
部材５１を介して記録ヘッド４０から吸引される廃イン
クは、廃インク排出口５３を介して廃インク室１６内の
インク吸収体１２に吸収される。以上の構成により、イ
ンク吸引などのヘッドメインテナンス時に排出される廃
インクは、インクカートリッジ１０の廃インク室１６に
確実に保持され、記録装置本体内等を汚す心配がない。
また、インクが不揮発の溶媒を用いたものであっても、
確実に保持するだけの廃インク室が確実に確保できる。

【００３１】以上説明した本発明のインクカートリッジ
では、インク室と廃インク室とを一体的に形成し、廃イ
ンク室の容量は、そのインクカートリッジが使用されて
いる間に排出される廃インクを十分に収容できる容積と
すればよい。例えば、上述したように、黒色インク及び
カラーインクを一緒に搭載した場合には、廃インク室の
容量は、インク室の全容量の四分の一程度、好ましく
は、五分の一程度であればよい。

【００３２】また、廃インク注入口の位置は、廃インク
室を有効に使用するために、できるだけ上部、好適に
は、廃インク室の高さの三分の二以上高さにするのが好
ましい。さらに、黒色用のインクカートリッジとカラー
用のインクカートリッジとを同一のヘッドホルダに搭載
することも考えられるが、この場合には、黒色用のイン
ク室と廃インク室とを一体とし、また、カラー用のイン
ク室と廃インク室とを一体とするのが好ましい。これ
は、廃インク室が溢れるのを防止するためである。な
お、この場合には、黒用のノズルからの廃インクを黒イ
ンクと一体となった廃インク室に排出すると共に、カラ
ー用のノズルからの廃インクはカラー用のインク室と一
体的に設けられた廃インク室に排出するような吸引装置
を使用する必要がある。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように本発明では、インク
カートリッジにインク室と共に廃インク室を一体的に設
けるようにしたので、廃インクを確実に保持することが
可能であり、廃インクにより記録本体等を汚す心配がな
く、また、不揮発性溶媒系のインクにも容易に対応でき
るという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係るインクカートリッジ
示す概略斜視図である。

【図２】本発明の一実施形態に係るインクカートリッジ
の断面図及び平面図である。

【図３】本発明に係るインクカートリッジ及びヘッドホ
ルダを示す断面図である。

【図４】本発明に係るインクカートリッジ及びヘッドホ
ルダの使用態様を示す概略図である。

【図５】本発明のインク回収システムの概略を示す断面
図である。

【図６】従来技術に係る記録ヘッドの概要を示す分解斜
視図である。

【図７】従来技術に係る記録ヘッドの概要を示す断面図
である。

【図８】従来技術に係る記録ヘッドの概要を示す断面図
である。

【図９】従来技術に係るインクの回収を説明する概略図
である。

【符号の説明】

１０ インクカートリッジ １１ インクカートリッジ本体 １２ インク吸収体 １３ 蓋部材 １５ インク室 １６ 廃インク室 １７ インク供給口 １８ リブ １９ 連通路 ２０ 係止部 ３０ ヘッドホルダ ３１ 連結部 ３３ 流路基板 ３４ 記録ヘッド ３５ 弾性片 ３６ 係止部

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インクを収容するインク吸収体を内蔵す
   ると共にキャリッジに搭載されるヘッドホルダと着脱自
   在に連結するインク供給口を有するインクカートリッジ
   において、 廃インクを収納する廃インク室を具備することを特徴と
   するインクカートリッジ。
2. 【請求項２】 請求項１において、インクを収容するイ
   ンク室と共に前記廃インク室を一体的に具備することを
   特徴とするインクカートリッジ。
3. 【請求項３】 請求項２において、前記廃インク室の容
   量は、前記インク室の全容量の四分の一以下であること
   を特徴とするインクカートリッジ。
4. 【請求項４】 請求項１又は２において、黒色及びカラ
   ー用のインク室をそれぞれ具備し、全体が一体となって
   いることを特徴とするインクカートリッジ。
5. 【請求項５】 請求項１又は２において、黒色及びカラ
   ー用のインク室をそれぞれ具備し、黒色用のインク室及
   び前記廃インク室と、カラー用のインク室及び前記廃イ
   ンク室とが別体となっていることを特徴とするインクカ
   ートリッジ。
6. 【請求項６】 請求項１〜５の何れかにおいて、前記廃
   インク室には、前記ヘッドホルダに搭載される記録ヘッ
   ドのメインテナンス時の廃インクを収納することを特徴
   とするインクカートリッジ。
7. 【請求項７】 請求項１〜６の何れかにおいて、前記廃
   インク室の側部には、前記ヘッドホルダに搭載される記
   録ヘッドのメインテナンス時の廃インクを注入する廃イ
   ンク注入口を具備することを特徴とするインクカートリ
   ッジ。
8. 【請求項８】 請求項７において、前記廃インク注入口
   が前記廃インク室の高さの三分の二より高い位置にある
   ことを特徴とするインクカートリッジ。
9. 【請求項９】 請求項１〜８の何れかにおいて、前記イ
   ンクは、溶媒系インクであることを特徴とするインクカ
   ートリッジ。
10. 【請求項１０】 インクを収容するインク吸収体を内蔵
    するインク室と共にキャリッジに搭載されるヘッドホル
    ダと着脱自在に連結するインク供給口を有し且つ廃イン
    クを収納する廃インク室を具備するインクカートリッジ
    と、前記ヘッドホルダに搭載される記録ヘッドのメイン
    テナンスを行う吸引装置とを具備し、前記吸引装置は、
    前記記録ヘッドから吸引した廃インクを前記廃インク室
    に戻すことを特徴とするインク回収システム。
11. 【請求項１１】 請求項１０において、前記インクカー
    トリッジの前記廃インク室の側部には、前記ヘッドホル
    ダに搭載される記録ヘッドのメインテナンス時の廃イン
    クを注入する廃インク注入口を具備し、前記吸引装置
    は、前記ヘッドホルダが待機位置に移動したときに前記
    記録ヘッドの先端を封止するキャップと、前記廃インク
    注入口に連結する廃インク注入ノズルと、前記キャップ
    を介して前記記録ヘッドを吸引して廃インクを前記廃イ
    ンク室に回収する吸引手段とを具備することを特徴とす
    るインク回収システム。
12. 【請求項１２】 請求項１０又は１１において、前記イ
    ンクは、溶媒系インクであることを特徴とするインク回
    収システム。