JP2000334975A

JP2000334975A - インクジェットプリンタ

Info

Publication number: JP2000334975A
Application number: JP15132399A
Authority: JP
Inventors: Koichi Nakagome; 浩一中込
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 1999-05-31
Filing date: 1999-05-31
Publication date: 2000-12-05

Abstract

(57)【要約】【課題】インク吸収部材を設けずインク容器内の容積を
有効に利用すると共に、必要な負圧を安定して確保でき
インクの滴れ出しを確実に防止できるインクジェットプ
リンタを提供する。【解決手段】印字ユニット４０のインク保持室３２が、
インク室４１との連通を遮断されると共に大気導通口４
２に導通した大気開放状態で、フィルタ５４を介してヘ
ッドチップ３１にインクを補給し、印字が行われる。イ
ンク保持室３２にインクを補給するときは、印字ユニッ
ト４０が装置本体フレーム側壁６８側に移動して用紙３
７の搬送領域外にあるキャッピング・ワイピングユニッ
ト３９上に来ることにより、板状ピン７２がスライド溝
４９内に進入してスライド弁４８を左方に移動させ、イ
ンク保持室３２を大気導通口４２との導通から遮断する
と共にインク室４１と連通させ、他方ではキャップ６３
が噴射ノズル５７を外部から被覆し更にその内圧を上昇
させてインク滴れを防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インク容器内にイ
ンク吸収体を用いることなくインクの滴れを防止できる
インクジェットプリンタに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、インクジェット方式のプリンタが
広く用いられている。このインクジェット方式によるプ
リンタには、気泡の発生する力でインク滴を飛ばすサー
マルジェット方式や、ピエゾ抵抗素子（圧電素子）の変
形によってインク滴を飛ばすピエゾ方式等がある。

【０００３】そして、現在では、モノクロ印字ばかりで
なく、フルカラー印字も実現されている。フルカラー印
字は、通常、減法混色の三原色であるイエロー（黄
色）、マゼンタ（赤色染料名）及びシアン（緑味のある
青色）の３色のインクを用い、ものによっては、文字や
画像の黒色部分に専用されるブラック（黒）を加えた４
色のインクを用いて行なわれる。

【０００４】これらは、色材たるインクをインク滴にし
てヘッドチップのノズルから噴射させて、そのインク滴
を紙、布などの被記録材に吸収させて文字や画像等の記
録（印字、印刷）を行なうものであり、騒音の発生が少
なく、特別な定着処理を要することもなく、インクの無
駄の無い印字方法である。

【０００５】図９は、そのような印字を行うシリアル式
のインクジェットプリンタ（以下、単にプリンタとい
う）の構成を模式的に示す斜視図である。同図に示すプ
リンタ１は、家庭で個人的に使用される小型のプリンタ
であり、キャリッジ２に印字を実行するヘッドチップ３
とインクを収容しているインクカートリッジ４が取り付
けられている。

【０００６】キャリッジ２は、一方ではガイドレール５
により滑動自在に支持され、他方では歯付き駆動ベルト
６に固着している。これにより、ヘッドチップ３及びイ
ンクタンク４は、図の両方向矢印Ｂで示す装置本体（プ
リンタ１）の幅方向、つまり印字の主走査方向に往復駆
動される。このヘッドチップ３と装置本体の不図示の制
御装置との間にフレキシブル通信ケーブル７が接続さ
れ、このフレキシブル通信ケーブル７を介して制御装置
から印字データと制御信号がヘッドチップ３に送出され
る。

【０００７】このヘッドチップ３に対向し、ヘッドチッ
プ３の上記主走査方向に延在して、装置本体のフレーム
８の下端部にプラテン９が配設されている。このプラテ
ン９に接して用紙１０が給紙ローラ対１１（下のローラ
は用紙１０の陰になっていて図では見えない）と排紙ロ
ーラ対１２（下のローラは同様に陰になって見えない）
により図の矢印Ｃで示す印字副走査方向（図の斜め左下
方向）に間欠的に搬送される。

【０００８】この用紙１０の間欠搬送の停止期間中に、
ヘッドチップ３は、モータ１３により歯付き駆動ベルト
６及びキャリッジ２を介して駆動されながら、用紙１０
に近接した状態でインク滴を噴射して紙面に印字する。
この用紙１０の間欠搬送とヘッドチップ３による往復移
動時の印字との繰り返しによって用紙１０の全面に印字
を行う。そして、印字で消費されたインクは、インクカ
ートリッジ４からヘッドチップ３に補給される。

【０００９】このようなプリンタは、旧来はモノクロプ
リンタが主流であったが、昨今では前述したようにフル
カラープリンタがむしろ主流である。また、ヘッドチッ
プ３とインクカートリッジ４の構成では、キャリッジに
ヘッドチップ３が固定されていて、このヘッドチップ３
にインクカートリッジ４が着脱自在に係合して一体化す
るようになっているか、又はヘッドチップ３とインクカ
ートリッジ４とが共にヘッドユニットとして初めから一
体に構成されてキャリッジ２に着脱自在に固定されるも
のとがある。図９に示すプリンタ１は、ヘッドチップ３
とインクカートリッジ４とがヘッドユニットとして一体
に構成されているものを示している。

【００１０】図１０(a),(b),(c) は、上記プリンタ１に
おけるヘッドユニットのインクカートリッジ４の部分を
模式的に示す分解斜視図であり、同図(d) は、その下面
図（図９の矢印Ａから見たヘッドチップ３の正面図）で
ある。このヘッドチップ３とインクカートリッジ４は、
同図(c) に示すように、インク補給部１４を介して不可
分に一体に形成されている。

【００１１】他方のインクカートリッジ４は、内部を３
つのインク室１７（１７ａ、１７ｂ、１７ｃ）に仕切ら
れている。各インク室１７の中には、インクが重力で外
部に無用に流出しない程度の適度の状態でインクを保持
するための多孔質材料からなるインク吸収部材１８が配
設され、マゼンタ、シアン、イエローの３色のインクが
夫々充填されている。

【００１２】これら３つに仕切られたインク室１７の下
部に位置するインク補給部１４には、ヘッドチップ３に
インクを補給するインク補給孔１９が各インク室１７に
対応してそれぞれ形成されている。各インク室１７の上
記３色のインクは、インク補給孔１９から不図示のイン
ク流路を通じて、各色に対応するヘッドチップ３のノズ
ル列１６に夫々補給される。

【００１３】インクカートリッジ４のインク室１７の上
には、同図(b) に示す内蓋２０が熱溶着あるいは接着に
より固着されており、この内蓋２０には各インク室１７
に対応する位置に導通孔２１が形成されている。組み立
て時において、この導通孔２１を介してインク室１７内
のインク吸収部材にインクが注入されてインクが充填さ
れる。

【００１４】このインク充填後、内蓋１９の上に更に枡
を伏せた形成の上蓋部材２２が熱溶着あるいは接着によ
り固着され、この上蓋部材２２と内蓋１９との間に大気
室２３が形成される。上蓋部材２２の上面には１個の小
さな大気導通孔２４が穿設されており、この大気導通孔
２４から大気室２３に大気が流入して滞留する。この滞
留する大気は上記３個の導通孔２１を介してそれぞれの
インク室１７に導通する。この大気の導通により、イン
ク室１７の密封が解除されており、内部のインク吸収部
材に吸収・保持されているインクが円滑に流動してヘッ
ドチップ３に補給されるようになっている。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、プリンタ
は、近年開発されつつある携帯型のものに限らず、据置
型の大型のプリンタの場合でも、インクカートリッジを
交換することなく出来るだけ多くの枚数の用紙に印字で
きるようにするためには、インクカートリッジのインク
容量は多い程良いことは言うまでもない。

【００１６】ところが、従来のインクカートリッジは、
上述したようにインク滴れ（噴射ノズルからのインクの
滴れ出し）を防止するためにインク室内にインク吸収部
材が設けられている。このため、インク吸収部材の分だ
けインクを収容するインク室の容積利用率が低下してい
る。この状態でインク室のインク収容量を大きくするた
めにはインクカートリッジそのものを大きく形成する以
外に方法は無い。

【００１７】しかしながら、インクカートリッジを大き
くすると、プラテン上をヘッドチップと共に往復移動す
るインクカートリッジの移動スペースを確保するが必要
が生じてプリンタ全体として寸法が大きくなり、このた
め小型化の要望が強い家庭用向けのプリンタとしては対
応できないという問題が発生する。

【００１８】また、そればかりでなく、インクカートリ
ッジが大きくなることによりヘッドユニットが大型にな
ると、その分だけヘッドユニットが重くなり、印字主走
査方向に往復走行するヘッドユニットの慣性が大きくな
る。慣性が大きいと、小さな駆動トルクでは往復走行が
不安定となって良質な印字結果が得られない。したがっ
て、安定した往復走行を行わせて印字品質を維持するた
めには、ヘッドユニットに往復走行を行わせるモータの
駆動トルクを大きくする、つまり、より大型のモータを
使用する必要がある。また、それと共にヘッドユニット
の往復走行のためのガイドレール材の剛性及びフレーム
材の剛性も高める必要がある。しかし、これでは更にプ
リンタが大型化するばかりでなく、消費電力が大きくな
り、また、製造コストが上昇して、とても個人向けの用
途に対応できない。

【００１９】これに対して、近年ますますフルカラーの
写真画像やグラフィック画像の印刷需要が高まり、これ
に応じて各色インクの使用量が格段に増加している。例
えば、インク使用量の多い場合では、１枚の用紙片面に
５０％もの付着率でインクが消費されることがある。こ
れは、通常の文字の印字では印字率（インク付着率）が
５％以下であることを考えると、これの１０倍もの量で
あり、如何に大きなインク使用量であるかが分かる。

【００２０】したがって、インクカートリッジの容量が
充分に大きくない場合には、僅か数十枚の用紙に印刷し
ただけでインクが無くなってしまうということがしばし
ば発生した。例えば、７２０ｄｐｉのインクジェットプ
リンタでは、通常１滴（１ドット）の噴射量は約２０ｐ
ｌ（ピコリットル）くらいであるので、Ａ４サイズの用
紙に付着率５０％で印字を続けると、インクカートリッ
ジ容量が１０ｍｌ（ミリリットル）の場合、用紙２０枚
分しかインクがもたない計算になる。

【００２１】このため、インクカートリッジを大きくし
て、印刷できる用紙枚数を多くするべきであると思われ
るが、前述したように、単にインクカートリッジを大き
くしたのでは、種々の問題が派生してきて、小型のプリ
ンタには実用化できないという問題があった。

【００２２】本発明の課題は、上記従来の実情に鑑み、
上記の問題及び類似の問題を広く解決すべく、インク室
内にインク吸収部材を設けずにインク室内容積を有効に
利用すると共に、インクの滴れによる画質不良を生じさ
せないインクジェットプリンタを提供することである。

【００２３】

【課題を解決するための手段】以下に、本発明に係わる
インクジェットプリンタの構成を述べる。本発明のイン
クジェットプリンタは、インク補給口を備えたインク容
器と、大気導通口を備え、上記インク補給口から補給さ
れたインクを保持するインク保持室と、噴射ノズルを備
え、上記インク保持室からインクの供給を受け、この供
給されたインクに圧力を作用させて所定方向に噴射させ
るヘッドチップと、上記インク容器と上記インク保持室
間に介設され、プリント動作中は上記インク補給口を閉
じてインクの補給を停止すると共に上記大気導通口を大
気開放し、インク補給時には上記インク補給口を開いて
インクの補給を許可すると共に上記大気導通口を閉じる
シャッタ機構ととを有して構成される。

【００２４】そして、例えば請求項２記載のように、上
記インク容器、上記インク保持室、及び上記へツドチッ
プは互いに一体化されて構成されるようにしても良い。
また、上記インク容器は、例えば請求項３記載のよう
に、上記インク保持室に対して着脱自在に設置されるよ
うに構成しても良い。また、上記インク保持室は、例え
ば請求項４記載のように、内部にインク吸収体を充填さ
れるように構成しても良い。

【００２５】また、例えば請求項５記載のように、少な
くとも上記ヘッドチップのインク噴射面を上記インク補
給時に被覆してインクの漏出を防止するキャップ機構を
有することが好ましく、また、少なくとも上記ヘッドチ
ップと上記インク保持室は、例えば請求項６記載のよう
に、一体になって所定方向へ往復走査移動するように構
成することが好ましい。そして、上記シャッタ機構は、
例えば請求項７記載のように、上記インク保持室と上記
ヘッドチップの走査移動に応じて上記インク補給口と上
記大気導通口を開閉するように構成され、上記キャップ
機構は、例えば請求項８記載のように、上記インク保持
室とヘッドチップの走査移動に応じて上記インク噴射面
へ脱着させるように構成することが好ましい。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しながら説明する。図１(a) は、一実施の形態に
おけるインクジェットプリンタの主要部の構成を模式的
に示す斜視図であり、同図(b) はその印字ユニットの断
面図である。同図(a),(b) に示すように、インクジェッ
トプリンタ３０は、インク滴を噴射して印字を実行する
印字ユニット４０を備えている。

【００２７】印字ユニット４０は、ヘッドチップ３１、
このヘッドチップ３１に供給するインクを一時的に保持
するインク保持室３２、及びこのインク保持室３２にイ
ンクを補給するインク容器としてのインクカートリッジ
３３とが一体になって形成されている。この印字ユニッ
トは、キャリッジ３４に着脱自在に配設されている。
尚、同図(a),(b) に示す例では、ヘッドチップ３１は、
以下の説明を分かり易くするために、１列のノズル列を
有するモノクロ印字用のヘッドチップを示している。

【００２８】上記のキャリッジ３４は、一方ではスライ
ド軸３５に滑動自在に嵌合し、他方では、特には図示し
ないが、図９に示した歯付き駆動ベルト６と同様の駆動
帯に連結され、この駆動帯の往復回転駆動により、キャ
リッジ３４と印字ユニット４０が一体になって、所定方
向つまり図１(a) の両方向矢印Ｄで示す印字主走査方向
に往復走査移動するように構成されている。

【００２９】この往復走査移動する下方にプラテン兼用
底板３６が配置され、このプラテン兼用底板３６の上
を、同図(a) の矢印Ｅで示す印字副走査方向に、用紙３
７が搬送ローラ３８によって間欠搬送される。この用紙
３７の間欠搬送の停止期間中に、ヘッドチップ３１が上
記の往復走査移動を行いながら用紙３７に近接した状態
でインク滴を噴射し、紙面に印字することを繰り返して
用紙３７の全面に印字を行う構成となっている。上記イ
ンクカートリッジ３３が往復走査移動する領域の用紙３
７が通過する領域の一方の外側（図１(a) に示す例では
右方外側）には、詳しくは後述するキャップ機構として
のキャッピング・ワイピングユニット３９が設置されて
いる。

【００３０】上記のインクカートリッジ３３は、同図
(b) に示すように、インクを収容するための大きなイン
ク室４１を備えている。インク室４１の上部には、イン
ク室４１の内圧を大気圧に開放するための大気開放孔４
３が設けられている。また、本例ではインク室４１の一
側面に沿って通気路４４が設けられ、その上端は大気導
通口４２を形成し、下端は下部開口４５を形成してい
る。この下部開口４５は、常にはインク保持室３２の内
部に連通し、ときに応じて遮断される。また、インク室
４１の下部には、インク室４１内に収容したインクをイ
ンク保持室３２に補給するためのインク補給口４６が、
インク保持室３２に向けて開口している。

【００３１】インク保持室３２は、インクを一時的に保
持するために設けられており、上部略中央に、インク室
４１の上記インク補給口４６からインクの補給を受ける
ためのインク受給口４７を形成されている。更にインク
保持室３２の上部やや右方には大気開放孔５１が通気路
４４の下部開口４５に対向して設けられている。そし
て、インク保持室３２の下部には、ヘッドチップ３１へ
インクを供給する供給口５３が設けられており、その上
部にはインク内部のゴミ等がヘッドチップ３１内に流入
することを防止するためのフィルタ５４が配設されてい
る。

【００３２】上記のインク供給口４６とインク受給口４
７との間、及び通気路４４の下部開口４５と大気開放孔
５１との間には、シャッタ機構としてのスライド弁４８
がスライド溝４９内に摺動自在に介設されている。この
スライド弁４８には、インク補給連絡孔４８ａと大気導
通連絡孔４８ｂが設けられている。スライド弁４８は、
その左端に当接する押し螺旋ばね５２により付勢されて
おり、この押し螺旋ばね５２の押し付勢力により、スラ
イド弁４８は、常には、同図(b) に示す右方位置に在っ
て、インク補給口４６とインク受給口４７との連通を遮
断すると共に、対向する大気開放孔５１と通気路４４の
下部開口４５との間に大気導通連絡口４８ｂを位置させ
てこれらを連通させ、インク保持室３２内を大気開放す
る。

【００３３】また、スライド弁４８が押し螺旋ばね５２
の押し付勢力に抗して左方位置に移動したときは、上記
とは逆に対向するインク補給口４６とインク受給口４７
間にインク補給連絡口４８ａを位置させてインク室４１
とインク保持室３２内とを連通させ、通気路４４の下部
開口４５と大気開放孔５１との連通を遮断する。

【００３４】なお、インク室４１のインク補給口４６と
インク保持室３２のインク受給口４７は、インクの授受
が円滑に行われるように、夫々中心が略同軸になるよう
に配置されている。また、上記の通気路４４の下部開口
４５とインク保持室３２の大気開放孔５１も、夫々中心
が略同軸になるように形成されている。

【００３５】ヘッドチップ３１は、インク保持室３２の
下面に密着させて設置してある。ヘッドチップ３１の上
部に、インク保持室３２の供給口５３に連通するインク
受給孔５５を設けてある。また、下面のインク噴射面５
６には、上記インク受給孔５５とインク流路を介して連
通してインクを噴射する噴射ノズル５７が図の紙面垂直
方向に多数並設されている。

【００３６】図２(a) は上記キャッピング・ワイピング
ユニット３９の断面図（図１(a) のＥ−Ｅ′断面矢視
図）であり、同図(b) はガイド部の拡大斜視図、同図
(c) は実働部の拡大斜視図である。同図(a),(b),(c) に
示すように、キャッピング・ワイピングユニット３９
は、ガイド部５８と、このガイド部５８の内部中央に配
設された凸形状の押上げレール５９と、この押上げレー
ル５９に下部が嵌入してガイド部５８内に摺動可能に配
置された実働部６１とからなっている。

【００３７】ガイド部５８は上記の印字ユニット４０が
キャリッジ３４により往復走査移動する領域の用紙３７
が通過する領域外となる右端においてプラテン兼用底板
３６に固定されている。押上げレール５９は用紙通過領
域側の端部が、プラテン兼用底板３６の面からレール上
面まで徐々に登り坂となる傾斜面５９−１を備えてい
る。また、押上げレール５９の上面はプラテン兼用底板
３６の面と平行しておらず、右方に行くに従いやや高く
なるように形成されている。

【００３８】実働部６１は、ベース部材６１ａと、その
下部に形成された上記押上げレール５９に嵌入する係合
溝６０を備えており、また、ベース部材６１ａ上面の用
紙通過領域側の端部（図では左方の端部）に、柔軟部材
から成るワイパー６２を備え、更に上面の略中央にキャ
ップ６３を備えている。キャップ６３は、可撓性材料か
らなり、ヘッドチップ３１のノズル列全体を覆う大きさ
の長方形の枡形をなしており、その開口を上に向け、実
働部６１の上面から下部の係合溝６０内へ貫通する収納
孔６４内の最上部においてキャップ支持台６５上に設置
され、上下に摺動可能に配設されている。

【００３９】キャップ支持台６５は、螺旋ばね６６を介
して昇降部材６７に支持されており、昇降部材６７は、
常には同図(a) に示すように係合溝６０内に落ち込んで
いて、底板３６上の押上げレール５９の傾斜面５９−１
の先端に近接する位置に降下している。上記のキャップ
支持台６５は下向きの枡形をなし、昇降部材６７は上向
きの枡形で外部側面と底面との境界は面取りされて所定
のＲを形成され、後述するように、押上げレール５９に
対し滑接し易いように形成されている。

【００４０】また、キャップ支持台６５の下向きの枡の
縁端部と、昇降部材６７の上向きの枡の縁端部とは、互
いに対向し、全体が自由状態のときには螺旋ばね６６の
付勢力により上下に反撥して、やや間隙を持って離れて
いる。

【００４１】図２(ａ)に示されるように、実働部６１の
図中右方のベース部材６１ａ下部側面と装置本体フレー
ム側壁６８間に、押し螺旋ばね６９が介装されており、
この押し螺旋ばね６９の付勢力により、実働部６１は、
常にはその左端側面下部をガイド部５８前部のストッパ
５８−１に当接させて停止している。この実働部６１の
右部には、ベース部材６１ａの右方側面上部を水平に右
方に延ばした後更に上に直角に延ばして、当接部材７１
が形成されている。この当接部材７１の先端よりも上方
に離れた位置に、装置本体フレーム側壁６８に水平方向
に立設した板状ピン７２が配設されている。

【００４２】図３(a),(b) 及び図４(a),(b) は、上記構
成のインクジェットプリンタ３０のインク補給の動作を
説明する図である。先ず、図３(a) は（以下図３(a) の
各部構成の省略されている番号については図１(b) を参
照）、インクカートリッジ３３にインク７３が略満杯に
貯留されており、インク保持室３２もインク７３が満杯
で、ヘッドチップ３１により印字中の状態を示してい
る。この状態では、図１(b) に示したように、スライド
弁４８が押し螺旋ばね５２により付勢されて右方位置に
在り、インクカートリッジ３３のインク補給口４６とイ
ンク保持室３２のインク受給口４７間が遮断され、イン
ク保持室３２の大気開放孔５１とスライド弁４８の大気
導通連絡孔４８ｂ及び通気路４４の下部開口４５が整合
して連通し、インク保持室３２内が大気開放されてい
る。

【００４３】したがって、ヘッドチップ３１内部の噴射
ノズル５７近傍のインク圧力は、インク保持室３２内の
インク７３の上面（この場合は満杯であるのでインク保
持室３２の上面）とヘッドチップ３１の下面すなわちイ
ンク噴射面５６との高さの差ｈ１に相当するインク圧で
あり、インク７３の密度をρ、重力加速度をｇとする
と、このインク圧は「ρ・ｇ・ｈ１」である。この高さ
の差ｈ１に相当するインク圧ρ・ｇ・ｈ１とインクの流
路壁に対する表面張力等とが釣り合い、インク７３が噴
射ノズル５７先端部における外気との界面で適切なメニ
スカス形状を保って噴射ノズル５７から滴れ出さないよ
うになっている。

【００４４】なお、このようにインク７３が噴射ノズル
５７から滴れ出さないための高さの差ｈ１の値は、イン
ク流路壁とインクとの濡れ性は勿論、インク７３の物
性、噴射ノズル５７の形状と大きさ、噴射ノズル５７表
面の濡れ特性、印字ユニット４０の移動によるｇのかか
り具合によって変動する。

【００４５】そして、上記の状態で印字を続けると、補
給されるべきインク経路のインクカートリッジ３３のイ
ンク補給口４６とインク保持室３２のインク受給口４７
間が遮断されているので、図３(b) に示すように（以下
図３(b) の各部構成の省略されている番号については図
１(b) 及び図３(a) を参照）、インク保持室３２内のイ
ンク７３が減少し、その減少したインク７３の容積に応
じて、外部の大気が大気導通口４２、通気路４４、下部
開口４５及びこれに連通している大気開放孔５１を介し
てインク保持室３２内に進入する。このときのヘッドチ
ップ３１内部の噴射ノズル５７近傍のインク７３の圧力
は、ρ・ｇ・ｈ２になり、上記の初期のインク圧ρ・ｇ
・ｈ１よりも低くなる。

【００４６】また、上記の図３(b) は、印字ユニット４
０がインクの補給状態に入る直前の状態を示している。
すなわち、印字ユニット４０が図の左方の用紙搬送領域
を超え、同図の矢印Ｆで示すように、装置本体フレーム
側壁６８側に移動してきて、先ず、噴射ノズル５７がワ
イパー６２によりワイピングされ、この後、インク保持
室３２の右端側面がキャッピング・ワイピングユニット
３９の当接部材７１に当接する。このとき、ヘッドチッ
プ３１のインク噴射面５６とキャッピング・ワイピング
ユニット３９の上面との間には、所定の間隙ｋが形成さ
れており、また、板状ピン７２の先端は、スライド弁４
８のスライド溝４９の進入口に対峙している。

【００４７】この状態から更に印字ユニット４０が装置
本体フレーム側壁６８側に移動すると、図４(a) に示す
ように（以下図４(a) の各部構成の省略されている番号
については図２(a) 及び図３(a),(b) を参照）、インク
保持室３２に押されてキャッピング・ワイピングユニッ
ト３９が、図４(a) の矢印Ｈで示すように、ガイド部５
８内を右方に移動開始する。

【００４８】これにより、キャッピング・ワイピングユ
ニット３９の収納孔６４内に在る昇降部材６７は、同様
に右方に移動して押上げレール５９の傾斜面５９−１を
滑動して押上げレール５９の上部に乗り上げる。この乗
り上げにより昇降部材６７が収納孔６４内を上昇し、螺
旋ばね６６が圧縮され、この螺旋ばね６６が圧縮された
ことによる伸長付勢力はキャップ支持台６５を介してキ
ャップ６３をヘッドチップ３１の噴射ノズル５７が配列
されている所定範囲のインク噴射面５６に当接させて全
ての噴射ノズル５７をキャッピングする。

【００４９】また、これと同時に、スライド溝４９内に
板状ピン７２が相対的に進入し、その先端がスライド弁
４８に当接して、押し螺旋ばね５２の付勢力に抗してス
ライド弁４８を左方に移動させ、先ず、インク保持室３
２の大気開放孔５１と大気導通口４２との連通を遮断す
る。このとき、インク室４１のインク補給口４６とイン
ク保持室３２のインク受給口４７との間は未だ遮断され
たままである。

【００５０】上記に続いて、図４(b) に示すように（以
下図４(a) の各部構成の省略されている番号については
図２(a) 、図３(a),(b) 及び図４(a) を参照）、更に印
字ユニット４０が装置本体フレーム側壁６８側に移動す
ることにより、昇降部材６７が右方に行くに従いやや高
くなる押上レール５９の上面を滑動して更に上昇する。
これにより、可撓性のキャップ６３が適切な圧力をもっ
て更にインク噴射面５６に押圧されて、上記キャッピン
グにより外部から封止された空間内の内圧を僅かに上昇
させる。また、これと同時に、板状ピン７２がスライド
弁４８を更に左方に移動させてインク室４１のインク補
給口４６とインク保持室３２のインク受給口４７にイン
ク補給連絡孔４８ａを整合させ、インク室４１とインク
保持室３２を連通させる。

【００５１】これにより、連通したインク補給口４６と
インク補給連絡孔４８ａ及びインク受給口４７を介して
インク室４１からインク７３が自重によりインク保持室
３２内に速やかに落下補給される。インク保持室３２内
がインクで満たされると、ヘッドチップ３１内部の噴射
ノズル５７近傍のインク圧力は、インク室４１内のイン
ク７３の上面とヘッドチップ３１のインク噴射面５６の
各高さの差ｈ３に相当する比較的高いインク圧となって
いるが、この状態のときは、上述したように、噴射ノズ
ル５７を封止しているキャップ６３の内部の圧力が適切
に上昇しており、噴射ノズル５７からインク７３が滴れ
出し難くなっている。

【００５２】このように、インクカートリッジ３３は、
内部にインク滴れ防止のための多孔質部材が無いので、
その容量一杯にインク７３を収容することができ、ま
た、印字中はスライド弁４８によりインク補給路を遮蔽
して噴射ノズル部におけるインク圧力を弱めるから、イ
ンク滴れ防止のための負圧発生機構などを備える必要も
なく、簡素な構成のキャッピング・ワイピングユニット
３９によって噴射ノズル５７を封止してインク補給時の
インク滴れを防止しながらインクの補給を速やかに行う
ことができる。

【００５３】そして、インクの補給が終了したら、印字
ユニット４０が印字領域方向に移動し、図４(b) から同
図(a) 、図３(b) 、同図(a) の順に、昇降部材６７の降
下に伴ってキャップ６３による噴射ノズル５７のキャッ
ピングが解除されると共に、スライド弁４８がスライド
溝４９内を右方に移動して、インク室４１とインク保持
室３２との導通が再び遮断された後、インク保持室３２
と大気導通口４２が連通して、印字可能な状態に戻る。

【００５４】尚、上記実施の形態では、インクを吸収保
持する多孔質部材をいずれの構成部分にも用いていない
が、インクカートリッジ３３は論外としても、インク保
持室３２に、多孔質部材を配設してその多孔質部材によ
って負圧を発生させるようにし、印字時の噴射ノズルか
らのインク滴れ出しをより確実に防止するようにしても
良い。そうすると、インク保持室に上述した高さの差ｈ
１を所定の範囲内に収めるための寸法上の制約を設ける
必要が無くなり、また、インクの特性、ヘッドチップの
特性、動作速度等の種々の条件の設定を厳密に考慮する
必要もなくなり、設計の自由度が増して便利である。以
下これを他の実施の形態として説明する。

【００５５】図５は、そのような他の実施の形態におけ
るインクジェットプリンタの印字ユニットの断面図であ
る。同図に示す印字ユニット７５は、インク保持室７６
とスライド弁７７を除いて、その他の部分は、先の実施
の形態における図１(b) に示した印字ユニット４０と同
一の構成である。以下の説明においては、図１(b) に示
した印字ユニット４０と同一構成部分については図１
(b) に示した印字ユニット４０と同一の番号を用いて説
明する。

【００５６】図５に示すように、インク保持室７６内に
は多孔質部材からなるインク吸収体７８が配設されてい
る。そして、スライド弁７７の板状ピン７２（図１(a)
及び図２(a) 参照）に当接する端部近傍には下方に突設
された圧縮板７７−１が形成されている。この圧縮板７
７−１はインク保持室７６内に入り込んでいる。この圧
縮板７７−１がスライド弁７７の摺動に伴ってインク保
持室７６内を摺動可能なように、インク保持室７６の上
部は、一部切り欠かれている。この圧縮板７７−１とイ
ンク保持室７６の左端壁との間に上記のインク吸収体７
８が介装されている。

【００５７】図６及び図７(a),(b) は、上記構成の印字
ユニットを備えた本実施の形態におけるインクジェット
プリンタのインク補給の動作を説明する図である。先
ず、図６は、インクカートリッジ３３にインク７３が略
満杯に貯留されており、インク保持室７６のインク吸収
体７８にも適度のインク７３が浸み込んでいる。本例で
は、詳しくは後述するが、この状態のときにおけるイン
ク吸収体７８のインク含有量が３０％〜７０％程度の範
囲になるように設定されており、これにより噴射ノズル
５７内のインク圧力は、大気庄に対してやや負圧となっ
ている。

【００５８】そのためインク７３が噴射ノズル５７と外
気との界面でメニスカス形状を保つことができ、インク
７３が噴射ノズル５７から滴れ出ない程度の適宜なイン
ク圧となっている。この状態で印字を行い、インク吸収
体７８が保持するインク７３が減少すると、この場合
も、その減少したインク７３の量に応じた外部の大気が
大気導通口４２からインク保持室７６内に進入する。

【００５９】そして、適宜なタイミングで、インク７３
をインク保持室７６に補給するために、印字ユニット７
５が、図７(a) に示すように、図の左方の印字領域から
用紙搬送領域を超えて装置本体フレーム側壁６８側に移
動してきて、キャッピング・ワイピングユニット３９に
より、噴射ノズル５７がワイピングされ、噴射ノズル５
７がキャッピングされる。これと同時に板状ピン７２に
押されるスライド弁７７によりインク保持室７６と大気
導通口４２との連通が遮断され、圧縮板７７−１による
インク吸収体７８の圧縮が開始される。

【００６０】そして、図７(b) に示すように印字ユニッ
ト７５が装置本体フレーム側壁６８側に更に移動するこ
とにより、インク室４１とインク保持室７６とが連通
し、インクカートリッジ３３からインク保持室７６への
インク補給が開始される。このとき、上記の圧縮板７７
−１は所定の停止位置まで更に移動してインク吸収体７
８を圧縮している。

【００６１】この圧縮された状態のインク吸収体７８に
インク含有率が１００％（空気が０％）になるまでイン
ク７３が補給される。そして、インクの補給が完了する
と、印字ユニット７５が印字領域方向に移動することに
より、図７(b) 、図７(a) 及び図６の順に状態が変化し
て、インク室４１とインク保持室７６との導通が遮断さ
れ、インク保持室７６と大気導通口４２とが導通すると
共に、インク吸収体７８が圧縮から開放されて、インク
補充時の体積から、図６に示す元の体積に増加する。

【００６２】このインク吸収体７８が元の体積に戻った
ことにより、インク吸収体７８の許容インク含有量がイ
ンク補充時よりも増加し、この許容インク含有量の増加
によってヘッドチップ３１に対してインクの負圧が発生
する。このときの負圧は上記のようにインク吸収体７８
の圧縮率の変化により発生するので、インク補給時に３
０％から７０％程度の圧縮率になるように圧縮板７７−
１、つまりスライド弁７７の、移動量を設定すれば良
い。これにより、噴射ノズル５７からのインクの滴れ出
しがより確実に防止される。

【００６３】図８は、多孔質材料からなるインク吸収体
のインク含有量と負圧の関係を示す図である。同図は横
軸にインク吸収体の体積比インク含有量を示し、縦軸に
その負圧を示している。尚、横軸には、右から左へ、イ
ンク補給時のインク含有率１００％のときの体積比イン
ク含有量をＰ１、圧縮開放時の体積比インク含有量をＰ
２、印字実行によってインクが減少したときの体積比イ
ンク含有量をＰ３で示している。

【００６４】この図は、図７(b) に示した状態で体積比
インク含有量Ｐ１となり、図６に示した体積比インク含
有量Ｐ２のインク圧「−６０」近傍の状態から印字を実
行して、図７(a) に示すインク補給直前の状態になるま
での間に、体積比インク含有量がＰ３になって、インク
圧がΔｑだけ減少することを示している。即ち、印字中
は−６０〜−７０程度の適切な負圧が安定して得られて
いることを示している。

【００６５】なお、上記の２例の実施形態においては、
何れもシャッタ機構をスライド弁方式としたが、これに
限らず、本発明のシャッタ機構はインク容器のインク補
給口及びインク保持室の大気導通口夫々に弁部材を設け
て独自に開閉させる方式としてもよい。

【００６６】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、インクカートリッジ内にインク吸収体を用いない
にも拘わらずインクを無用に滴らすことなく印字を行う
ことができるので、従来と同じ大きさのインクカートリ
ッジに収容可能なインク容量が増加するばかりでなく、
インクの減少によりインク吸収体に発生する負圧でかな
りの残量を残して使用不能になる状態が解消されて、収
容したインクを最後まで使用することが可能となり、こ
れにより、インクカートリッジの容積効率が向上して経
済的であると共に小型でありながら一度に多枚数の印字
が可能なインクジェットプリンタを提供することが可能
となる。

【００６７】また、インク補給時には、噴射ノズルをキ
ャッピングする可撓性のキャップを用いてその伸縮によ
りキャップ内圧の調整を行うことにより、簡単な構成で
インク補給時にカートリッジのインク圧でインクが噴射
ノズルから滴れ出す不具合を防止でき、機内を汚すこと
なく円滑にインクの補給を行うことができる。

【００６８】また、インクを一時的に保持するインク保
持室にインク吸収体を備えて負圧を発生させれば、ヘッ
ドチップの噴射ノズルに形成されるメニスカスの形状を
安定させて、インクの滴れ出しをより確実に防止するこ
とが更に容易となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】(a) は一実施の形態におけるインクジェットプ
リンタの主要部の構成を模式的に示す斜視図、(b) はそ
の印字ユニットの断面図である。

【図２】(a) は一実施の形態におけるインクジェットプ
リンタのキャッピング・ワイピングユニットの断面図、
(b) はそのガイド部の拡大斜視図、(c) は実働部の拡大
斜視図である。

【図３】(a),(b) は一実施の形態におけるインクジェッ
トプリンタのインク補給の動作を説明する図（その１）
である。

【図４】(a),(b) は一実施の形態におけるインクジェッ
トプリンタのインク補給の動作を説明する図（その２）
である。

【図５】他の実施の形態におけるインクジェットプリン
タの印字ユニットの断面図である。

【図６】他の実施の形態におけるインクジェットプリン
タのインク補給の動作を説明する図（その１）である。

【図７】(a),(b) は他の実施の形態におけるインクジェ
ットプリンタのインク補給の動作を説明する図（その
２）である。

【図８】多孔質材料からなるインク吸収体のインク含有
量と負圧の関係を示す図である。

【図９】従来のシリアル式のインクジェットプリンタの
構成を模式的に示す斜視図である。

【図１０】(a),(b),(c) は従来のインクジェットプリン
タにおけるヘッドユニットのインクカートリッジの部分
を模式的に示す分解斜視図、(d) はその下面図（印字ヘ
ッドの正面図）である。

【符号の説明】

１シリアル式インクジェットプリンタ２キャリッジ３ヘッドチップ４インクカートリッジ５ガイドレール６歯付き駆動ベルト７フレキシブル通信ケーブル８本体フレーム９プラテン１０用紙１１給紙ローラ対１２排紙ローラ対１３モータ１４インク補給部１５ヘッドチップ１６（１６ａ、１６ｂ、１６ｃ）ノズル列１７（１７ａ、１７ｂ、１７ｃ）インク室１８インク吸収部材１９インク補給孔２０内蓋２１導通孔２２上蓋部材２３大気室２４大気導通孔３０インクジェットプリンタ３１ヘッドチップ３２インク保持室３３インクカートリッジ（インク容器）３４キャリッジ３５スライド軸３６プラテン兼用底板３７用紙３８搬送ローラ３９キャッピング・ワイピングユニット４０印字ユニット４１インク室４２大気導通口４３大気開放孔４４通気路４５下部開口４６インク補給口４７インク受給口４８スライド弁（シャッタ機構）４８ａインク補給連絡孔４８ｂ大気導通連絡孔４９スライド溝５１大気開放孔５２押し螺旋ばね５３供給口５４フィルタ５５インク受給孔５６インク噴射面５７噴射ノズル５８ガイド部５９押上げレール５９−１傾斜面６０係合溝６１実働部６１ａベース部材６２ワイパー６３キャップ６４収納孔６５キャップ支持台６６螺旋ばね６７昇降部材６８装置本体フレーム側壁６９押し螺旋ばね７１当接部材７２板状ピン７３インク７５印字ユニット７６インク保持室７７スライド弁７８インク吸収体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】インク補給口を備えたインク容器と、大気導通口を備え、前記インク補給口から補給されたイ
ンクを保持するインク保持室と、噴射ノズルを備え、前記インク保持室からインクの供給
を受け、この供給されたインクに圧力を作用させて所定
方向に噴射させるヘッドチップと、前記インク容器と前記インク保持室間に介設され、プリ
ント動作中は前記インク補給口を閉じてインクの補給を
停止すると共に前記大気導通口を大気開放し、インク補給時には前記インク補給口を開いてインクの補
給を許可すると共に前記大気導通口を閉じるシャッタ機
構とを有することを特徴とするインクジェットプリン
タ。
【請求項２】前記インク容器、前記インク保持室、及
び前記へツドチップは互いに一体化されていることを特
徴とする請求項１記載のインクジェットプリンタ。
【請求項３】前記インク容器は、前記インク保持室に
対して着脱自在に設置されていることを特徴とする請求
項１記載のインクジェットプリンタ。
【請求項４】前記インク保持室は、内部にインク吸収
体を充填されていることを特徴とする請求項１記載のイ
ンクジェットプリンタ。
【請求項５】少なくとも前記ヘッドチップのインク噴
射面を前記インク補給時に被覆してインクの漏出を防止
するキャップ機構を有することを特徴とする請求項１記
載のインクジェットプリンタ。
【請求項６】少なくとも前記ヘッドチップと前記イン
ク保持室は、一体になって所定方向へ往復走査移動する
ことを特徴とする請求項１記載のインクジェットプリン
タ。
【請求項７】前記シャッタ機構は、前記インク保持室
と前記ヘッドチップの走査移動に応じて前記インク補給
口と前記大気導通口を開閉することを特徴とする請求項
５又は６記載のインクジェットプリンタ。
【請求項８】前記キャップ機構は前記インク保持室と
前記ヘッドチップの走査移動に応じて前記インク噴射面
へ脱着させることを特徴とする請求項７記載のインクジ
ェットプリンタ。