JP2001270129A - インクジェット記録装置用接続ユニット - Google Patents

インクジェット記録装置用接続ユニット

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 インク貯蔵室のインクの漏れ出しや、インク
溶媒の揮散を防止しつつ、記録ヘッドに負圧を維持して
インクを供給する接続ユニットを提供すること。 【解決手段】 一側に上下方向に延びるインク貯蔵室２
と、他側に負圧発生部３が形成され、インク貯蔵室２の
上部、及び下部にそれぞれ外部との接続を行う筒状体か
らなる大気連通用接続口４と、インク流入用接続口５が
形成され、また最下部には記録ヘッドに連通するインク
流出口６が形成され、バネにより常時閉弁状態を維持
し、かつインクカートリッジが装着された場合に開弁す
る弁体１０、２０が各接続口に装填されていて、インク
カートリッジが取り外されている状態では、インク貯蔵
室２が弁体１０、２０により密封状態に維持される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、印刷信号に対応し
てインク滴を吐出する記録ヘッドと、インクカートリッ
ジとを接続する接続ユニットの構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】インクジェット記録装置は、通常、記録
用紙の紙幅方向に往復動するキャリッジに印刷信号に対
応してインク滴を吐出するインクジェット記録ヘッドを
搭載して、外部のインクタンクから記録ヘッドにインク
を供給するように構成されている。このようなインクタ
ンク等のインク貯蔵容器は、小型の記録装置にあっては
キャリッジに着脱可能に搭載され、また大型の記録装置
にあっては、函体に設置されてインク供給チューブを介
して記録ヘッドに接続されている。
【０００３】キャリッジに搭載されるインクタンクは、
キャリッジの往復動によるインクの波立ち等による圧力
変化を可及的に減少させるため、通常、スポンジ等の多
孔質材を収容し、これにインクを含浸させて構成されて
いる。
【０００４】また、函体に設置された大容量のインク袋
からインク供給チューブを介してインクの供給を受ける
場合にも、キャリッジの往復動によるチューブの屈曲に
起因するインク圧の変化を防止するため、キャリッジの
運動によるインク圧の変化を防止するためのダンピング
機能を備えたサブタンクを介して記録ヘッドにインクを
供給するように構成されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】このため、前者にあっ
ては多孔質材を収容する分だけ、インクタンクのサイズ
や、また重量が収容可能なインク量に比較して大きくな
るという問題があり、また後者にあっては、揺動による
インクの圧力変化を防止する機構が必要となり構造が複
雑化するという問題がある。本発明は、このような問題
に鑑みてなされたものであって、その目的とするところ
は、キャリッジの移動に関わりなく印刷に適した負圧状
態を維持してインクカートリッジのインクを記録ヘッド
に供給することができるインクカートリッジと記録ヘッ
ドとを接続する接続ユニットを提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るために本発明においては、上下方向に延びるインク貯
蔵室と、負圧発生部が形成され、前記インク貯蔵室の上
部、及び下部にそれぞれ外部との接続を行う筒状体から
なる大気連通用接続口と、インク流入用接続口が形成さ
れ、また最下部には記録ヘッドに連通するインク流出口
が形成され、バネにより常時閉弁状態を維持し、かつイ
ンク供給手段が装着された場合に開弁する弁体が前記各
接続口に装填されている。
【０００７】
【作用】インクカートリッジ等のインク供給手段が取り
外されている状態では、インク貯蔵室が弁体により密封
状態に維持され、インクの漏洩やインク溶媒の揮散が防
止される。またインク供給手段が装着された状態では、
弁体が開弁してインク貯蔵室が大気に連通されてインク
流出口からインクを一定の負圧を維持しながら記録ヘッ
ドに供給することが可能となる。
【０００８】
【発明の実施の形態】そこで以下に本発明の詳細を図示
した実施例に基づいて説明する。図１乃至図３は、それ
ぞれ本発明の接続ユニットの一実施例を示すものであっ
て、この接続ユニット１は、一側に上下方向に延びるイ
ンク貯蔵室２が、また他側に後述する負圧発生部３が形
成され、インク貯蔵室２の上部、及び下部にはそれぞれ
外部との接続を行う筒状体からなる大気連通用接続口４
と、インク流入用接続口５が形成され、また最下部には
記録ヘッドに連通するインク流出口６が形成されてい
る。
【０００９】インク貯蔵室２の中央部には、この実施例
では負圧発生部３を突出させて、毛細管力が発現できる
程度の狭部２ａが形成されている。
【００１０】各接続口４、５には、その周面に連通用の
窓４ａ、５ａが形成されていて、内部に弁体１０、２０
が軸方向に移動可能に収容されている。各弁体１０、２
０は、閉弁状態では一端１１ａ、２１ａが接続口４、５
から突出するスライド軸１１、２１の他端側に、接続口
４、５と連通する開口１２、２２を封止する弾性体から
なるパッキン１３、２３を嵌装され、バネ１４、２４に
より開口１２、２２にパッキン１３、２３を弾接させる
ように接続口４、５に挿入されている。
【００１１】負圧発生部３は、図３に示したようにイン
ク貯蔵室２と連通する断面円形の凹部からなる弁室３０
に、膜弁３１、及び膜弁３１の外周を固定する固定具を
兼ねた流路形成部材３２を収容し、インク貯蔵室２を含
む領域を遮気性を備えた膜３３により封止して構成され
ている。弁室３０の中心には凸部３４が、また膜弁３１
には凸部３４と対向する位置に貫通孔３５が形成されて
いる。
【００１２】図４（ａ）、（ｂ）は、それぞれ負圧発生
部３に形成されたインク流路を表裏に分けて示す図であ
って、インク貯蔵室２からフィルタ３６に流入する流れ
、通孔３７から流路３８を経由して弁室３０の通孔３
９に流入する流れ、膜弁３１を通過する流れ、弁室
３０の通孔４０と通孔４１、４２とを結ぶ流路４３を経
由する流れ、及びインク流出口６に連通する通孔４４
と通孔４２とを接続する流路４５を流れる流れにより
に連通する。なお、図３における符号４６は、インク流
出口６に嵌め込まれるパッキンを示す。
【００１３】図５は、負圧発生部３の断面構造を示すも
のであって、膜弁３１は、周囲を厚肉部とするダイヤフ
ラムとして形成されていて、バネ４７により貫通孔３５
が凸部３４に弾接されている。このバネ４７は、その弾
圧力が、記録ヘッドへのインクの圧力が負圧を維持し、
かつ記録動作に追従してインクを供給できる程度に設定
されている。
【００１４】このような構成により、記録ヘッドでのイ
ンクの消費が進んでインク流出口６の負圧が大きくなる
と、膜弁３１の表裏の差圧が大きくなるため、インク貯
蔵室２のインクの圧力を受けた膜弁３１がバネ４７の付
勢力に抗して凸部３４から離れる。これにより膜弁３１
の貫通孔３５が開放され、通孔３９と通孔４２が連通
し、インク流出口６にインクが流れ込む。記録ヘッドに
インクが流れ込んで、インク流出口６の負圧が小さくな
ると、膜弁３１がバネ４７の付勢力により凸部３４に押
し付けられて貫通孔３５が凸部３４により封止される。
以下、インク流出口６のインク圧力が一定の負圧となる
ように、膜弁３１は凸部３４との接離を繰返す。
【００１５】このように構成された接続ユニットは、例
えば図６に示したように本体にインク収容室５０が形成
され、上部に大気連通口５１が、また下部にインク流出
口５２が形成され、それぞれにバネ５３、５４により常
時大気連通口５１、インク流出口５２に弾圧された弁体
５５、５６を備えたたカートリッジ５７を、図７に示し
たように接続ユニット１に装着すると、図８に示したよ
うに接続ユニット１のスライド軸１１、２１がバネ１
４、２４に抗して押圧されてそれぞれの開口１２、２２
が開放され、同様にインクカートリッジ５７の弁体５
５、５６も開放される（図９（ａ）、（ｂ））。
【００１６】これにより、インクカートリッジ５７のイ
ンク室５０が弁体５５及び細溝５８を介して大気に開放
されてインク室のインクが接続ユニット１のインク貯蔵
室２に流れ込む。そして前述したように印刷に伴って記
録ヘッドによりインクが消費されると、インク流出口６
のインクが一定の負圧となるように膜弁３２が開閉して
インク貯蔵室２のインクを記録ヘッドに供給する。
【００１７】このようにして当初規定のインク量が充填
されていたインクカートリッジ５７（図１０（I））の
インクの消費が進んで図１０（II）に示したように接続
ユニット１のインク貯蔵室２に形成されているの狭部２
ａまでインク液面が低下すると、インク貯蔵室２のイン
クの液面は狭部２ａの毛細管力により狭部２ａに維持さ
れる。
【００１８】一方、記録ヘッドのインクの消費により発
生した負圧に対応して膜弁３１が開弁すると、負圧がイ
ンクカートリッジに作用するから、インクカートリッジ
のインクが負圧発生部３を経由して記録ヘッドに流れこ
む。
【００１９】インク貯蔵室２のインクの液面をフィルタ
３６、望ましくは通孔３７よりも上位のレベルＨに維持
しながら、インクカートリッジ５７のインクを記録ヘッ
ドに供給し（図１０（III））、交換が困難な接続ユニ
ット内でインク切れを招くことなく、インクカートリッ
ジのインクを全て記録ヘッドに排出する（図１０（I
V））。
【００２０】一方、カートリッジのインクが消費され尽
くしたり、またインクの交換のためにインクカートリッ
ジが接続ユニット１から取り外されると、接続ユニット
１及びインクカートリッジ５７のスライド軸１１、２１
や弁体５５、５６は、共に支持を失ってバネ１４、２
４、５３、５４の付勢力により閉弁する。
【００２１】これにより、接続ユニット１の大気連通用
接続口４、及びインク流入用接続口５が遮断され、大気
連通用接続口４からのインク溶媒の揮散や、またインク
流入用接続口５からのインクの流出が防止される。
【００２２】なお、上述の実施例においては、インク貯
蔵室２の最低インクレベルＨを狭部の毛細管力で維持す
るようにしているが、図１１（I）乃至（IV）に示した
ように、断面円形を有する浮遊体６０をインク貯蔵室２
の上部に挿入すると、狭部２ａの毛細管力に依存するこ
となくインクを所定のレベルに保持することができる。
【００２３】すなわち、図１１（I）に示したよう所定
量のインクが存在する状態では浮遊体６０は狭部２ａよ
りも上方に位置するからインクの排出を阻害することは
ない。インクの液面が維持すべきレベルＨまで低下する
と、浮遊体６０が狭部２ａで降下を阻止されて毛細管力
を発現し、前述と同様にインクカートリッジ５７のイン
クの減少に関わりなくインク貯蔵室２のインクの液面を
レベルＨに維持する（図１１（II）（III））。そし
て、この状態を維持してインクカートリッジ５７のイン
クを最後まで記録ヘッドに供給する（図１１（IV））。
【００２４】なお、上述の実施例においては接続ユニッ
ト１にインクカートリッジ５７を直接装着する場合につ
いて説明したが、図１２に示したように接続ユニット１
のインク貯蔵室２の液面を維持すべき高さに液面センサ
ー６１を内蔵させ、液面センサー６１により制御される
送液ポンプ６２を介してチューブ６３によりインク袋等
のインク貯蔵体６４のインク流出口６５に接続するよう
にしても同様の作用を奏する。
【００２５】この場合には、インク貯蔵室２の上部に大
気連通用の開口６６を形成し、ここを撥水性と通気性を
備えた膜６７により封止するのが望ましい。
【発明の効果】以上、説明したように本発明において
は、上下方向に延びるインク貯蔵室と、負圧発生部が形
成され、インク貯蔵室の上部、及び下部にそれぞれ外部
との接続を行う筒状体からなる大気連通用接続口と、イ
ンク流入用接続口が形成され、また最下部には記録ヘッ
ドに連通するインク流出口が形成され、バネにより常時
閉弁状態を維持し、かつインク供給手段が装着された場
合に開弁する弁体が各接続口に装填されているので、イ
ンク供給手段が取り外されている状態では、インク貯蔵
室が弁体により密封状態に維持して、インクの漏洩やイ
ンク溶媒の揮散を防止でき、またインク供給手段が装着
された状態では、弁体が開弁してインク貯蔵室が大気に
連通してインク流出口からインクを一定の負圧を維持し
ながら記録ヘッドに供給することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の接続ユニットの一実施例を示す斜視図
である。
【図２】同上接続ユニットの一実施例を示す断面図であ
る。
【図３】同上接続ユニットの一実施例を示す組立分解斜
視図である。
【図４】図（ａ）、（ｂ）は、それぞれ同上接続ユニッ
トの負圧発生部のインクの流れを示す図である。
【図５】同上負圧発生部の断面構造及びインクの流れを
示す図である。
【図６】同上接続ユニットに適したインクカートリッジ
の一実施例を示す図である。
【図７】同上接続ユニットにインクカートリッジが装着
された状態を示す図でる。
【図８】同上接続ユニットにインクカートリッジが装着
された状態の断面構造を示す図である。
【図９】図（ａ）、（ｂ）は、それぞれ接続口の状態を
拡大して示す断面図である。
【図１０】図（I）乃至図（IV）は、それぞれ同上接続
ユニットとインクカートリッジのインクの消費の状態を
示す図である。
【図１１】図（I）乃至図（IV）は、それぞれ同上接続
ユニットの他の実施例をインクの消費の状態でを示す図
である。
【図１２】本発明の接続ユニットの他の適用例を示す構
成図である。
【符号の説明】
１ 接続ユニット ２ インク貯蔵室 ２ａ 狭部 ３ 負圧発生部 ４ 大気連通用接続口 ５ インク流入用接続口 ６ インク流出口 １０、２０ 弁体 １１ スライド軸 １２、２２ 開口 １３、２３ パッキン １４、２４、４７、５３、５４ バネ ３０ 弁室 ３１ 膜弁 ３２ 流路形成部材 ３３ 膜 ３４ 凸部 ３５ 貫通孔 ３６ フィルタ ５７ インクカートリッジ ６０ 浮遊体

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 上下方向に延びるインク貯蔵室と、負圧
    発生部が形成され、前記インク貯蔵室の上部、及び下部
    にそれぞれ外部との接続を行う筒状体からなる大気連通
    用接続口と、インク流入用接続口が形成され、また最下
    部には記録ヘッドに連通するインク流出口が形成され、
    バネにより常時閉弁状態を維持し、かつインク供給手段
    が装着された場合に開弁する弁体が前記各接続口に装填
    されているインクジェット記録装置用接続ユニット。
  2. 【請求項２】 前記インク貯蔵室に毛細管力によりイン
    クを保持する狭部が形成されている請求項１に記載のイ
    ンクジェット記録装置用接続ユニット。
  3. 【請求項３】 前記負圧発生部が、前記インク貯蔵室の
    最低のインクレベルを維持すべき領域に張り出している
    請求項２に記載のインクジェット記録装置用接続ユニッ
    ト。
  4. 【請求項４】 前記インク貯蔵室の最低のインクレベル
    を維持すべき領域に浮遊体の降下を阻止できる狭部が形
    成され、前記狭部と前記浮遊体による毛細管力によりに
    前記インク貯蔵室の最低のインクレベルが維持される請
    求項１に記載のインクジェット記録装置用接続ユニッ
    ト。
  5. 【請求項５】 前記負圧発生部が、インク貯蔵室と連通
    する断面円形の凹部からなる弁室に、膜弁を収容して、
    前記インク流出口のインクの圧力が規定よりも低下した
    場合に開弁する差圧弁として構成されている請求項１に
    記載のインクジェット記録装置用接続ユニット。
  6. 【請求項６】 前記負圧発生部の上流側にフィルタが配
    置されている請求項１に記載のインクジェット記録装置
    用接続ユニット。
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